Javascript saat ini dinonaktifkan di browser Anda.Jika javascript dinonaktifkan, beberapa fungsi situs web ini tidak akan berfungsi.
Daftarkan detail spesifik Anda dan obat spesifik yang Anda minati, dan kami akan mencocokkan informasi yang Anda berikan dengan artikel di database ekstensif kami dan mengirimkan salinan PDF melalui email kepada Anda tepat waktu.
Mengontrol pergerakan nanopartikel oksida besi magnetik untuk pengiriman sitostatika yang ditargetkan
Penulis Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petukhov A, Mishanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O
Yana Toropova,1 Dmitry Korolev,1 Maria Istomina,1,2 Galina Shulmeyster,1 Alexei Petukhov,1,3 Vladimir Mishanin,1 Andrey Gorshkov,4 Ekaterina Podyacheva,1 Kamil Gareev,2 Alexei Bagrov,5 Oleg Demidov6,71Almazov National Medical Pusat Penelitian Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, 197341, Federasi Rusia;2 Universitas Elektroteknik St. Petersburg “LETI”, St. Petersburg, 197376, Federasi Rusia;3 Pusat Pengobatan Personalisasi, Pusat Penelitian Medis Negara Almazov, Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, 197341, Federasi Rusia;4FSBI “Lembaga Penelitian Influenza dinamai AA Smorodintsev” Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, Federasi Rusia;5 Institut Fisiologi dan Biokimia Evolusioner Sechenov, Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, St. Petersburg, Federasi Rusia;6 Institut Sitologi RAS, St. Petersburg, 194064, Federasi Rusia;7INSERM U1231, Fakultas Kedokteran dan Farmasi, Bourgogne-Franche Comté University of Dijon, Prancis Komunikasi: Yana ToropovaAlmazov National Medical Research Centre, Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, Saint-Petersburg, 197341, Federasi Rusia Telp +7 981 95264800 4997069 Email [dilindungi email] Latar Belakang: Pendekatan yang menjanjikan terhadap masalah toksisitas sitostatik adalah penggunaan nanopartikel magnetik (MNP) untuk pemberian obat yang ditargetkan.Tujuan: Menggunakan perhitungan untuk menentukan karakteristik terbaik dari medan magnet yang mengendalikan MNP secara in vivo, dan untuk mengevaluasi efisiensi pengiriman magnetron MNP ke tumor tikus secara in vitro dan in vivo.(MNPs-ICG) digunakan.Studi intensitas pendaran in vivo dilakukan pada tikus tumor, dengan dan tanpa medan magnet di lokasi yang diinginkan.Studi-studi ini dilakukan pada perancah hidrodinamik yang dikembangkan oleh Institut Kedokteran Eksperimental dari Pusat Penelitian Medis Negara Almazov dari Kementerian Kesehatan Rusia.Hasil: Penggunaan magnet neodymium mendorong akumulasi selektif MNP.Satu menit setelah pemberian MNPs-ICG pada tikus yang mengandung tumor, MNPs-ICG terutama terakumulasi di hati.Dengan tidak adanya dan adanya medan magnet, ini menunjukkan jalur metabolismenya.Meskipun peningkatan fluoresensi pada tumor diamati dengan adanya medan magnet, intensitas fluoresensi di hati hewan tidak berubah seiring waktu.Kesimpulan: Jenis MNP ini, dikombinasikan dengan kekuatan medan magnet yang dihitung, dapat menjadi dasar pengembangan pengiriman obat sitostatik yang dikontrol secara magnetis ke jaringan tumor.Kata kunci: analisis fluoresensi, indocyanine, nanopartikel besi oksida, sitostatika penghantaran magnetron, penargetan tumor
Penyakit tumor adalah salah satu penyebab utama kematian di seluruh dunia.Pada saat yang sama, dinamika peningkatan angka kesakitan dan kematian akibat penyakit tumor masih ada.1 Kemoterapi yang digunakan saat ini masih menjadi salah satu pengobatan utama untuk berbagai tumor.Pada saat yang sama, pengembangan metode untuk mengurangi toksisitas sistemik sitostatika masih relevan.Metode yang menjanjikan untuk mengatasi masalah toksisitasnya adalah dengan menggunakan pembawa skala nano untuk menargetkan metode penghantaran obat, yang dapat memberikan akumulasi obat lokal di jaringan tumor tanpa meningkatkan akumulasi obat di organ dan jaringan sehat.konsentrasi.2 Metode ini memungkinkan untuk meningkatkan efisiensi dan penargetan obat kemoterapi pada jaringan tumor, sekaligus mengurangi toksisitas sistemiknya.
Di antara berbagai nanopartikel yang dipertimbangkan untuk pengiriman agen sitostatik yang ditargetkan, nanopartikel magnetik (MNP) menjadi perhatian khusus karena sifat kimia, biologi, dan magnetiknya yang unik, yang menjamin keserbagunaannya.Oleh karena itu, nanopartikel magnetik dapat digunakan sebagai sistem pemanas untuk mengobati tumor dengan hipertermia (magnetic hyperthermia).Mereka juga dapat digunakan sebagai agen diagnostik (diagnosis resonansi magnetik).3-5 Dengan menggunakan karakteristik ini, dikombinasikan dengan kemungkinan akumulasi MNP di area tertentu, melalui penggunaan medan magnet eksternal, pengiriman sediaan farmasi yang ditargetkan membuka penciptaan sistem magnetron multifungsi untuk menargetkan sitostatika ke lokasi tumor. Prospek.Sistem seperti itu akan mencakup MNP dan medan magnet untuk mengontrol pergerakannya di dalam tubuh.Dalam hal ini, baik medan magnet luar maupun implan magnet yang ditempatkan di area tubuh yang mengandung tumor dapat digunakan sebagai sumber medan magnet.6 Metode pertama memiliki kekurangan yang serius, termasuk kebutuhan untuk menggunakan peralatan khusus untuk penargetan obat secara magnetis dan kebutuhan untuk melatih personel untuk melakukan pembedahan.Selain itu, metode ini memiliki keterbatasan biaya yang tinggi dan hanya cocok untuk tumor “dangkal” yang dekat dengan permukaan tubuh.Metode alternatif penggunaan implan magnetik memperluas cakupan penerapan teknologi ini, memfasilitasi penggunaannya pada tumor yang terletak di berbagai bagian tubuh.Baik magnet individu maupun magnet yang diintegrasikan ke dalam stent intraluminal dapat digunakan sebagai implan untuk kerusakan tumor pada organ berongga untuk memastikan patensinya.Namun, menurut penelitian kami yang tidak dipublikasikan, hal ini tidak cukup bersifat magnetis untuk memastikan retensi MNP dari aliran darah.
Efektivitas penghantaran obat magnetron bergantung pada banyak faktor: karakteristik pembawa magnet itu sendiri, dan karakteristik sumber medan magnet (termasuk parameter geometri magnet permanen dan kekuatan medan magnet yang dihasilkannya).Pengembangan teknologi penyampaian penghambat sel yang dipandu secara magnetis harus melibatkan pengembangan pembawa obat berskala nano magnetik yang sesuai, menilai keamanannya, dan mengembangkan protokol visualisasi yang memungkinkan pelacakan pergerakan mereka di dalam tubuh.
Dalam penelitian ini, kami secara matematis menghitung karakteristik medan magnet optimal untuk mengendalikan pembawa obat magnetik skala nano di dalam tubuh.Kemungkinan mempertahankan MNP melalui dinding pembuluh darah di bawah pengaruh medan magnet yang diterapkan dengan karakteristik komputasi ini juga dipelajari pada pembuluh darah tikus yang terisolasi.Selain itu, kami mensintesis konjugat MNP dan agen fluoresen dan mengembangkan protokol untuk visualisasinya in vivo.Dalam kondisi in vivo, pada tikus model tumor, efisiensi akumulasi MNP dalam jaringan tumor ketika diberikan secara sistemik di bawah pengaruh medan magnet dipelajari.
Dalam penelitian in vitro, kami menggunakan MNP referensi, dan dalam penelitian in vivo, kami menggunakan MNP yang dilapisi dengan poliester asam laktat (asam polilaktat, PLA) yang mengandung zat fluoresen (indolecyanine; ICG).MNP-ICG termasuk dalam Dalam kasus ini, gunakan (MNP-PLA-EDA-ICG).
Sintesis dan sifat fisik dan kimia MNP telah dijelaskan secara rinci di tempat lain.7,8
Untuk mensintesis MNPs-ICG, konjugat PLA-ICG pertama kali diproduksi.Campuran rasemat bubuk PLA-D dan PLA-L dengan berat molekul 60 kDa digunakan.
Karena PLA dan ICG sama-sama asam, untuk mensintesis konjugat PLA-ICG, pertama-tama perlu mensintesis spacer yang diakhiri amino pada PLA, yang membantu chemisorb ICG ke spacer.Spacer disintesis menggunakan metode etilen diamina (EDA), karbodiimida dan karbodiimida yang larut dalam air, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimida (EDAC).Spacer PLA-EDA disintesis sebagai berikut.Tambahkan 20 kali lipat molar EDA berlebih dan 20 kali lipat molar EDAC ke dalam 2 mL larutan 0,1 g/mL PLA kloroform.Sintesis dilakukan dalam tabung reaksi polipropilen 15 mL pada shaker dengan kecepatan 300 menit-1 selama 2 jam.Skema sintesis ditunjukkan pada Gambar 1. Ulangi sintesis dengan reagen berlebih 200 kali lipat untuk mengoptimalkan skema sintesis.
Pada akhir sintesis, larutan disentrifugasi dengan kecepatan 3000 menit-1 selama 5 menit untuk menghilangkan kelebihan turunan polietilen yang diendapkan.Kemudian, 2 mL larutan ICG 0,5 mg/mL dalam dimetil sulfoksida (DMSO) ditambahkan ke dalam 2 mL larutan.Agitator difiksasi dengan kecepatan pengadukan 300 menit-1 selama 2 jam.Diagram skema konjugat yang diperoleh ditunjukkan pada Gambar 2.
Dalam 200 mg MNP, kami menambahkan 4 mL konjugat PLA-EDA-ICG.Gunakan pengocok LS-220 (LOIP, Rusia) untuk mengaduk suspensi selama 30 menit dengan frekuensi 300 menit-1.Kemudian dicuci dengan isopropanol tiga kali dan dilakukan pemisahan magnetik.Gunakan UZD-2 Ultrasonic Disperser (FSUE NII TVCH, Russia) untuk menambahkan IPA ke suspensi selama 5-10 menit di bawah aksi ultrasonik terus menerus.Setelah pencucian IPA ketiga, endapan dicuci dengan air suling dan diresuspensi dalam larutan garam fisiologis dengan konsentrasi 2 mg/mL.
Peralatan ZetaSizer Ultra (Malvern Instruments, UK) digunakan untuk mempelajari distribusi ukuran MNP yang diperoleh dalam larutan air.Mikroskop elektron transmisi (TEM) dengan katoda emisi lapangan JEM-1400 STEM (JEOL, Jepang) digunakan untuk mempelajari bentuk dan ukuran MNP.
Dalam penelitian ini, kami menggunakan magnet permanen berbentuk silinder (grade N35; dengan lapisan pelindung nikel) dan ukuran standar berikut (panjang sumbu panjang × diameter silinder): 0,5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm, dan 5×2 mm.
Studi in vitro transportasi MNP dalam sistem model dilakukan pada perancah hidrodinamik yang dikembangkan oleh Institut Kedokteran Eksperimental dari Pusat Penelitian Medis Negara Almazov dari Kementerian Kesehatan Rusia.Volume cairan yang bersirkulasi (air suling atau larutan Krebs-Henseleit) adalah 225 mL.Magnet silinder bermagnet aksial digunakan sebagai magnet permanen.Tempatkan magnet pada dudukannya dengan jarak 1,5 mm dari dinding bagian dalam tabung kaca tengah, dengan ujungnya menghadap ke arah tabung (vertikal).Laju aliran fluida dalam loop tertutup adalah 60 L/jam (sesuai dengan kecepatan linier 0,225 m/s).Larutan Krebs-Henseleit digunakan sebagai cairan sirkulasi karena merupakan analog dari plasma.Koefisien viskositas dinamis plasma adalah 1,1–1,3 mPa∙s.9 Banyaknya MNP yang teradsorpsi dalam medan magnet ditentukan secara spektrofotometri dari konsentrasi besi dalam cairan yang bersirkulasi setelah percobaan.
Selain itu, studi eksperimental telah dilakukan pada tabel mekanika fluida yang ditingkatkan untuk menentukan permeabilitas relatif pembuluh darah.Komponen utama penyangga hidrodinamik ditunjukkan pada Gambar 3. Komponen utama stent hidrodinamik adalah loop tertutup yang mensimulasikan penampang model sistem vaskular dan tangki penyimpanan.Pergerakan cairan model sepanjang kontur modul pembuluh darah disediakan oleh pompa peristaltik.Selama percobaan, pertahankan penguapan dan kisaran suhu yang diperlukan, dan pantau parameter sistem (suhu, tekanan, laju aliran cairan, dan nilai pH).
Gambar 3 Blok diagram pengaturan yang digunakan untuk mempelajari permeabilitas dinding arteri karotis.1 tangki penyimpanan, 2 pompa peristaltik, 3 mekanisme untuk memasukkan suspensi yang mengandung MNP ke dalam loop, 4 pengukur aliran, 5 sensor tekanan dalam loop, 6 penukar panas, 7 ruang dengan wadah, 8 sumber medan magnet, 9-balon dengan hidrokarbon.
Ruang yang berisi wadah terdiri dari tiga wadah: wadah besar bagian luar dan dua wadah kecil, yang dilalui oleh lengan sirkuit pusat.Kanula dimasukkan ke dalam wadah kecil, wadah diikatkan pada wadah kecil, dan ujung kanula diikat erat dengan kawat tipis.Ruang antara wadah besar dan wadah kecil diisi dengan air suling, dan suhu tetap konstan karena sambungan ke penukar panas.Ruang dalam wadah kecil diisi dengan larutan Krebs-Henseleit untuk menjaga kelangsungan hidup sel pembuluh darah.Tangki juga diisi dengan larutan Krebs-Henseleit.Sistem suplai gas (karbon) digunakan untuk menguapkan larutan dalam wadah kecil di tangki penyimpanan dan ruang yang berisi wadah tersebut (Gambar 4).
Gambar 4 Ruangan tempat wadah ditempatkan.1-Kanula untuk menurunkan pembuluh darah, 2-Ruang luar, 3-Ruang kecil.Panah menunjukkan arah fluida model.
Untuk menentukan indeks permeabilitas relatif dinding pembuluh darah, digunakan arteri karotis tikus.
Pengenalan suspensi MNP (0,5mL) ke dalam sistem memiliki karakteristik sebagai berikut: total volume internal tangki dan pipa penghubung dalam loop adalah 20mL, dan volume internal setiap ruang adalah 120mL.Sumber medan magnet luar berupa magnet permanen dengan ukuran standar 2×3 mm.Dipasang di atas salah satu ruangan kecil, 1 cm dari wadah, dengan salah satu ujungnya menghadap dinding wadah.Suhu dijaga pada 37°C.Kekuatan pompa rol diatur ke 50%, yang setara dengan kecepatan 17 cm/s.Sebagai kontrol, sampel diambil dalam sel tanpa magnet permanen.
Satu jam setelah pemberian MNP dengan konsentrasi tertentu, sampel cair diambil dari ruangan.Konsentrasi partikel diukur dengan spektrofotometer menggunakan spektrofotometer UV-Vis Unico 2802S (United Products & Instruments, USA).Dengan mempertimbangkan spektrum serapan suspensi MNP, pengukuran dilakukan pada 450 nm.
Menurut pedoman Rus-LASA-FELASA, semua hewan dipelihara dan dibesarkan di fasilitas tertentu yang bebas patogen.Penelitian ini mematuhi semua peraturan etika yang relevan untuk eksperimen dan penelitian pada hewan, dan telah memperoleh persetujuan etis dari Pusat Penelitian Medis Nasional Almazov (IACUC).Hewan-hewan tersebut meminum air secara ad libitum dan diberi makan secara teratur.
Penelitian dilakukan pada 10 tikus NSG jantan berumur 12 minggu yang dianestesi (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) 10, dengan berat 22 g ± 10%.Karena kekebalan tikus yang mengalami defisiensi imun ditekan, tikus yang mengalami defisiensi imun pada lini ini memungkinkan transplantasi sel dan jaringan manusia tanpa penolakan transplantasi.Teman serasah dari kandang berbeda secara acak dimasukkan ke dalam kelompok eksperimen, dan mereka dikawinkan bersama atau secara sistematis dipaparkan ke kelompok lain untuk memastikan paparan yang sama terhadap mikrobiota umum.
Garis sel kanker manusia HeLa digunakan untuk membuat model xenograft.Sel-sel dikultur dalam DMEM yang mengandung glutamin (PanEco, Rusia), ditambah dengan 10% serum janin sapi (Hyclone, USA), 100 CFU/mL penisilin, dan 100 μg/mL streptomisin.Garis sel disediakan oleh Laboratorium Regulasi Ekspresi Gen dari Institut Penelitian Sel dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia.Sebelum injeksi, sel HeLa dikeluarkan dari plastik kultur dengan larutan trypsin: Versene 1:1 (Biolot, Rusia).Setelah dicuci, sel-sel disuspensikan dalam medium lengkap hingga konsentrasi 5×106 sel per 200 μL, dan diencerkan dengan matriks membran basal (BEBAS LDEV, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, di atas es).Suspensi sel yang telah disiapkan disuntikkan secara subkutan ke kulit paha tikus.Gunakan kaliper elektronik untuk memantau pertumbuhan tumor setiap 3 hari.
Ketika tumor mencapai 500 mm3, magnet permanen ditanamkan ke jaringan otot hewan percobaan di dekat tumor.Pada kelompok eksperimen (MNPs-ICG + tumor-M), 0,1 mL suspensi MNP disuntikkan dan dipaparkan pada medan magnet.Seluruh hewan yang tidak diobati digunakan sebagai kontrol (latar belakang).Selain itu, hewan yang disuntik dengan 0,1 mL MNP tetapi tidak ditanamkan magnet (MNPs-ICG + tumor-BM) digunakan.
Visualisasi fluoresensi sampel in vivo dan in vitro dilakukan pada bioimager IVIS Lumina LT seri III (PerkinElmer Inc., USA).Untuk visualisasi in vitro, volume 1 mL konjugat PLA-EDA-ICG sintetik dan MNP-PLA-EDA-ICG ditambahkan ke dalam sumur pelat.Dengan mempertimbangkan karakteristik fluoresensi pewarna ICG, filter terbaik yang digunakan untuk menentukan intensitas cahaya sampel dipilih: panjang gelombang eksitasi maksimum adalah 745 nm, dan panjang gelombang emisi adalah 815 nm.Perangkat lunak Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) digunakan untuk mengukur secara kuantitatif intensitas fluoresensi sumur yang mengandung konjugat.
Intensitas fluoresensi dan akumulasi konjugat MNP-PLA-EDA-ICG diukur pada tikus model tumor in vivo, tanpa kehadiran dan penerapan medan magnet di lokasi yang diinginkan.Tikus dibius dengan isofluran, kemudian 0,1 mL konjugat MNP-PLA-EDA-ICG disuntikkan melalui vena ekor.Tikus yang tidak diobati digunakan sebagai kontrol negatif untuk mendapatkan latar belakang fluoresen.Setelah pemberian konjugat secara intravena, letakkan hewan pada tahap pemanasan (37°C) dalam ruang pencitra fluoresensi IVIS Lumina LT seri III (PerkinElmer Inc.) sambil mempertahankan inhalasi dengan anestesi isofluran 2%.Gunakan filter bawaan ICG (745–815 nm) untuk mendeteksi sinyal 1 menit dan 15 menit setelah pengenalan MNP.
Untuk menilai akumulasi konjugat dalam tumor, area peritoneum hewan ditutupi dengan kertas, yang memungkinkan untuk menghilangkan fluoresensi terang yang terkait dengan akumulasi partikel di hati.Setelah mempelajari biodistribusi MNP-PLA-EDA-ICG, hewan-hewan tersebut di-eutanasia secara manusiawi dengan overdosis anestesi isofluran untuk selanjutnya pemisahan area tumor dan penilaian kuantitatif radiasi fluoresensi.Gunakan perangkat lunak Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) untuk memproses analisis sinyal secara manual dari wilayah minat yang dipilih.Tiga pengukuran dilakukan untuk setiap hewan (n = 9).
Dalam penelitian ini, kami tidak mengukur keberhasilan pemuatan ICG pada MNPs-ICG.Selain itu, kami tidak membandingkan efisiensi retensi nanopartikel di bawah pengaruh magnet permanen dengan berbagai bentuk.Selain itu, kami tidak mengevaluasi efek jangka panjang dari medan magnet terhadap retensi nanopartikel dalam jaringan tumor.
Nanopartikel mendominasi, dengan ukuran rata-rata 195,4 nm.Selain itu, suspensi mengandung aglomerat dengan ukuran rata-rata 1176,0 nm (Gambar 5A).Selanjutnya, sebagian disaring melalui filter sentrifugal.Potensi zeta partikel adalah -15,69 mV (Gambar 5B).
Gambar 5 Sifat fisik suspensi: (A) distribusi ukuran partikel;(B) distribusi partikel pada potensial zeta;(C) Foto TEM nanopartikel.
Ukuran partikel pada dasarnya adalah 200 nm (Gambar 5C), terdiri dari MNP tunggal berukuran 20 nm, dan cangkang organik terkonjugasi PLA-EDA-ICG dengan kerapatan elektron lebih rendah.Pembentukan aglomerat dalam larutan air dapat dijelaskan oleh modulus gaya gerak listrik nanopartikel individu yang relatif rendah.
Untuk magnet permanen, bila magnetisasi terkonsentrasi pada volume V, persamaan integralnya dibagi menjadi dua integral, yaitu volume dan permukaan:
Dalam kasus sampel dengan magnetisasi konstan, rapat arus adalah nol.Maka ekspresi vektor induksi magnet akan berbentuk sebagai berikut:
Gunakan program MATLAB (MathWorks, Inc., USA) untuk perhitungan numerik, nomor lisensi akademik ETU “LETI” 40502181.
Seperti ditunjukkan pada Gambar 7 Gambar 8 Gambar 9 Gambar-10, medan magnet terkuat dihasilkan oleh magnet yang berorientasi aksial dari ujung silinder.Jari-jari aksi efektif setara dengan geometri magnet.Pada magnet silinder dengan silinder yang panjangnya lebih besar dari diameternya, medan magnet terkuat diamati pada arah aksial-radial (untuk komponen yang sesuai);oleh karena itu, sepasang silinder dengan rasio aspek (diameter dan panjang) adsorpsi MNP yang lebih besar adalah yang paling efektif.
Gambar 7 Komponen intensitas induksi magnet Bz sepanjang sumbu Oz magnet;ukuran standar magnet: garis hitam 0,5x2mm, garis biru 2x2mm, garis hijau 3x2mm, garis merah 5x2mm.
Gambar 8 Komponen induksi magnet Br tegak lurus terhadap sumbu magnet Oz;ukuran standar magnet: garis hitam 0,5x2mm, garis biru 2x2mm, garis hijau 3x2mm, garis merah 5x2mm.
Gambar 9 Intensitas induksi magnet komponen Bz pada jarak r dari sumbu ujung magnet (z=0);ukuran standar magnet: garis hitam 0,5x2mm, garis biru 2x2mm, garis hijau 3x2mm, garis merah 5x2mm.
Gambar 10 Komponen induksi magnet sepanjang arah radial;ukuran magnet standar: garis hitam 0,5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Model hidrodinamik khusus dapat digunakan untuk mempelajari metode pengiriman MNP ke jaringan tumor, mengkonsentrasikan nanopartikel di area target, dan menentukan perilaku nanopartikel dalam kondisi hidrodinamik dalam sistem peredaran darah.Magnet permanen dapat digunakan sebagai medan magnet luar.Jika kita mengabaikan interaksi magnetostatik antara nanopartikel dan tidak mempertimbangkan model fluida magnetik, maka cukup memperkirakan interaksi antara magnet dan nanopartikel tunggal dengan pendekatan dipol-dipol.
Dimana m adalah momen magnet magnet, r adalah vektor jari-jari titik dimana nanopartikel berada, dan k adalah faktor sistem.Pada pendekatan dipol, medan magnet mempunyai konfigurasi yang serupa (Gambar 11).
Dalam medan magnet seragam, nanopartikel hanya berputar sepanjang garis gaya.Dalam medan magnet yang tidak seragam, gaya bekerja padanya:
Dimana turunan dari arah tertentu l.Selain itu, gaya menarik nanopartikel ke area medan yang paling tidak rata, yaitu kelengkungan dan kepadatan garis gaya meningkat.
Oleh karena itu, diinginkan untuk menggunakan magnet (atau rantai magnet) yang cukup kuat dengan anisotropi aksial yang jelas di area tempat partikel berada.
Tabel 1 menunjukkan kemampuan magnet tunggal sebagai sumber medan magnet yang cukup untuk menangkap dan menahan MNP di dasar pembuluh darah bidang aplikasi.