Javascript saat ini dinonaktifkan di browser Anda. Saat javascript dinonaktifkan, beberapa fungsi situs web ini tidak akan berfungsi.
Daftarkan detail spesifik Anda dan obat-obatan spesifik yang Anda minati, dan kami akan mencocokkan informasi yang Anda berikan dengan artikel dalam basis data kami yang luas dan mengirimkan salinan PDF melalui email kepada Anda tepat waktu.
Mengontrol pergerakan nanopartikel oksida besi magnetik untuk pengiriman sitostatik secara tepat sasaran.
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 Alexey Petukhov,1,3 Vladimir Mishanin,1 Andrey Gorshkov,4 Ekaterina Podyacheva,1 Kamil Gareev,2 Alexei Bagrov,5 Oleg Demidov6,71Pusat Penelitian Medis Nasional Almazov Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, 197341, Federasi Rusia; 2 Universitas Elektroteknik St. Petersburg “LETI”, St. Petersburg, 197376, Federasi Rusia; 3 Pusat Kedokteran Personalisasi, Pusat Penelitian Medis Negara Almazov, Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, 197341, Federasi Rusia; 4FSBI “Institut Penelitian Influenza bernama AA Smorodintsev” Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, St. Petersburg, Federasi Rusia; 5 Institut Fisiologi dan Biokimia Evolusi Sechenov, Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, St. Petersburg, Federasi Rusia; 6 Institut Sitologi RAS, St. Petersburg, 194064, Federasi Rusia; 7INSERM U1231, Fakultas Kedokteran dan Farmasi, Universitas Bourgogne-Franche Comté Dijon, Prancis Komunikasi: Yana Toropova Pusat Penelitian Medis Nasional Almazov, Kementerian Kesehatan Federasi Rusia, Saint-Petersburg, 197341, Federasi Rusia Telp +7 981 95264800 4997069 Email [email protected] Latar Belakang: Pendekatan yang menjanjikan untuk masalah toksisitas sitostatik adalah penggunaan nanopartikel magnetik (MNP) untuk pengiriman obat yang ditargetkan. Tujuan: Untuk menggunakan perhitungan untuk menentukan karakteristik terbaik dari medan magnet yang mengontrol MNP secara in vivo, dan untuk mengevaluasi efisiensi pengiriman magnetron MNP ke tumor tikus secara in vitro dan in vivo. (MNP-ICG) digunakan. Studi intensitas luminesensi in vivo dilakukan pada tikus tumor, dengan dan tanpa medan magnet di lokasi yang diinginkan. Studi ini dilakukan pada kerangka hidrodinamik yang dikembangkan oleh Institut Kedokteran Eksperimental Pusat Penelitian Medis Negara Almazov dari Kementerian Kesehatan Rusia. Hasil: Penggunaan magnet neodymium mendorong akumulasi selektif MNP. Satu menit setelah pemberian MNP-ICG pada tikus yang menderita tumor, MNP-ICG terutama terakumulasi di hati. Baik dalam kondisi tanpa maupun dengan medan magnet, hal ini menunjukkan jalur metabolismenya. Meskipun peningkatan fluoresensi pada tumor diamati dalam kondisi adanya medan magnet, intensitas fluoresensi di hati hewan tersebut tidak berubah seiring waktu. Kesimpulan: Jenis MNP ini, dikombinasikan dengan kekuatan medan magnet yang dihitung, dapat menjadi dasar untuk pengembangan pengiriman obat sitostatik yang dikontrol secara magnetik ke jaringan tumor. Kata kunci: analisis fluoresensi, indocyanine, nanopartikel oksida besi, pengiriman sitostatik magnetron, penargetan tumor
Penyakit tumor merupakan salah satu penyebab utama kematian di seluruh dunia. Pada saat yang sama, dinamika peningkatan morbiditas dan mortalitas penyakit tumor masih terus terjadi.¹ Kemoterapi yang digunakan saat ini masih menjadi salah satu pengobatan utama untuk berbagai jenis tumor. Pada saat yang sama, pengembangan metode untuk mengurangi toksisitas sistemik sitostatik masih relevan. Metode yang menjanjikan untuk mengatasi masalah toksisitasnya adalah dengan menggunakan pembawa skala nano untuk menargetkan metode pengiriman obat, yang dapat memberikan akumulasi obat secara lokal di jaringan tumor tanpa meningkatkan akumulasi obat di organ dan jaringan sehat.² Metode ini memungkinkan peningkatan 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) sangat menarik karena sifat kimia, biologis, dan magnetiknya yang unik, yang memastikan keserbagunaannya. Oleh karena itu, nanopartikel magnetik dapat digunakan sebagai sistem pemanas untuk mengobati tumor dengan hipertermia (hipertermia magnetik). 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 peluang terciptanya sistem magnetron multifungsi untuk menargetkan sitostatik ke lokasi tumor. Sistem tersebut akan mencakup MNP dan medan magnet untuk mengontrol pergerakannya di dalam tubuh. Dalam hal ini, baik medan magnet eksternal maupun implan magnetik yang ditempatkan di area tubuh yang mengandung tumor dapat digunakan sebagai sumber medan magnet. 6 Metode pertama memiliki kekurangan serius, termasuk kebutuhan untuk menggunakan peralatan khusus untuk penargetan obat secara magnetik dan kebutuhan untuk melatih personel untuk melakukan pembedahan. Selain itu, metode ini dibatasi oleh biaya yang tinggi dan hanya cocok untuk tumor "superfisial" yang dekat dengan permukaan tubuh. Metode alternatif menggunakan implan magnetik memperluas cakupan aplikasi teknologi ini, mempermudah penggunaannya pada tumor yang terletak di berbagai bagian tubuh. Baik magnet individual maupun magnet yang terintegrasi ke dalam stent intraluminal dapat digunakan sebagai implan untuk kerusakan tumor pada organ berongga untuk memastikan kelancaran aliran darah. Namun, menurut penelitian kami sendiri yang belum dipublikasikan, magnet tersebut tidak cukup kuat untuk memastikan retensi MNP dari aliran darah.
Keefektifan pengiriman obat magnetron bergantung pada banyak faktor: karakteristik pembawa magnetik itu sendiri, dan karakteristik sumber medan magnet (termasuk parameter geometris magnet permanen dan kekuatan medan magnet yang dihasilkannya). Pengembangan teknologi pengiriman inhibitor sel yang dipandu secara magnetik yang berhasil harus melibatkan pengembangan pembawa obat nanoskala magnetik yang sesuai, menilai keamanannya, dan mengembangkan protokol visualisasi yang memungkinkan pelacakan pergerakannya di dalam tubuh.
Dalam penelitian ini, kami menghitung secara matematis karakteristik medan magnet optimal untuk mengendalikan pembawa obat nano-magnetik di dalam tubuh. Kemungkinan retensi MNP melalui dinding pembuluh darah di bawah pengaruh medan magnet yang diterapkan dengan karakteristik komputasi ini juga dipelajari pada pembuluh darah tikus yang diisolasi. Selain itu, kami mensintesis konjugat MNP dan agen fluoresen serta mengembangkan protokol untuk visualisasinya secara 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 studi in vitro, kami menggunakan MNP referensi, dan dalam studi in vivo, kami menggunakan MNP yang dilapisi dengan poliester asam laktat (asam polilaktat, PLA) yang mengandung agen fluoresen (indolesianin; ICG). MNP-ICG termasuk dalam kasus ini, digunakan (MNP-PLA-EDA-ICG).
Sintesis serta sifat fisik dan kimia MNP telah dijelaskan secara rinci di tempat lain. 7,8
Untuk mensintesis MNPs-ICG, konjugat PLA-ICG pertama-tama diproduksi. Campuran rasemik 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 berujung amino pada PLA, yang membantu ICG berikatan secara kimia dengan spacer tersebut. Spacer disintesis menggunakan etilen diamin (EDA), metode karbodiimida dan karbodiimida yang larut dalam air, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimida (EDAC). Spacer PLA-EDA disintesis sebagai berikut. Tambahkan kelebihan molar EDA 20 kali lipat dan kelebihan molar EDAC 20 kali lipat ke dalam 2 mL larutan kloroform PLA 0,1 g/mL. Sintesis dilakukan dalam tabung reaksi polipropilen 15 mL pada pengocok dengan kecepatan 300 min⁻¹ selama 2 jam. Skema sintesis ditunjukkan pada Gambar 1. Ulangi sintesis dengan kelebihan reagen 200 kali lipat untuk mengoptimalkan skema sintesis.
Pada akhir sintesis, larutan disentrifugasi dengan kecepatan 3000 min⁻¹ selama 5 menit untuk menghilangkan kelebihan endapan turunan polietilen. Kemudian, 2 mL larutan ICG 0,5 mg/mL dalam dimetil sulfoksida (DMSO) ditambahkan ke dalam 2 mL larutan tersebut. Pengaduk diatur pada kecepatan pengadukan 300 min⁻¹ selama 2 jam. Diagram skematik 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 min-1. Kemudian, suspensi dicuci dengan isopropanol tiga kali dan dipisahkan secara magnetik. Gunakan Disperser Ultrasonik UZD-2 (FSUE NII TVCH, Rusia) untuk menambahkan IPA ke suspensi selama 5-10 menit di bawah aksi ultrasonik kontinu. Setelah pencucian IPA ketiga, endapan dicuci dengan air suling dan disuspensikan kembali 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 berair. Mikroskop elektron transmisi (TEM) dengan katoda emisi medan JEM-1400 STEM (JEOL, Jepang) digunakan untuk mempelajari bentuk dan ukuran MNP.
Dalam penelitian ini, kami menggunakan magnet permanen silindris (kelas 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 tentang transportasi MNP dalam sistem model dilakukan pada perancah hidrodinamik yang dikembangkan oleh Institut Kedokteran Eksperimental Pusat Penelitian Medis Negara Almazov dari Kementerian Kesehatan Rusia. Volume cairan yang bersirkulasi (air suling atau larutan Krebs-Henseleit) adalah 225 mL. Magnet silinder yang dimagnetisasi secara aksial digunakan sebagai magnet permanen. Letakkan magnet pada dudukan 1,5 mm dari dinding bagian dalam tabung kaca pusat, dengan ujungnya menghadap 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 fluida yang bersirkulasi karena merupakan analog plasma. Koefisien viskositas dinamis plasma adalah 1,1–1,3 mPa∙s.⁹ Jumlah MNP yang terserap dalam medan magnet ditentukan dengan spektrofotometri dari konsentrasi besi dalam cairan yang bersirkulasi setelah percobaan.
Selain itu, studi eksperimental telah dilakukan pada meja mekanika fluida yang telah disempurnakan untuk menentukan permeabilitas relatif pembuluh darah. Komponen utama penyangga hidrodinamik ditunjukkan pada Gambar 3. Komponen utama stent hidrodinamik adalah loop tertutup yang mensimulasikan penampang sistem vaskular model dan tangki penyimpanan. Pergerakan fluida model di sepanjang kontur modul pembuluh darah disediakan oleh pompa peristaltik. Selama percobaan, pertahankan penguapan dan kisaran suhu yang dibutuhkan, dan pantau parameter sistem (suhu, tekanan, laju aliran cairan, dan nilai pH).
Gambar 3 Diagram blok dari perangkat 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 berisi hidrokarbon.
Ruang yang berisi wadah terdiri dari tiga wadah: wadah besar di luar dan dua wadah kecil, tempat lengan sirkuit pusat melewatinya. Kanula dimasukkan ke dalam wadah kecil, wadah tersebut 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 terhubung ke penukar panas. Ruang di dalam wadah kecil diisi dengan larutan Krebs-Henseleit untuk menjaga viabilitas sel pembuluh darah. Tangki juga diisi dengan larutan Krebs-Henseleit. Sistem pasokan gas (karbon) digunakan untuk menguapkan larutan di dalam wadah kecil di tangki penyimpanan dan ruang yang berisi wadah (Gambar 4).
Gambar 4 Ruang tempat wadah ditempatkan. 1-Kanula untuk menurunkan pembuluh darah, 2-Ruang luar, 3-Ruang kecil. Panah menunjukkan arah cairan model.
Untuk menentukan indeks permeabilitas relatif dinding pembuluh darah, digunakan arteri karotis tikus.
Pengenalan suspensi MNP (0,5 mL) ke dalam sistem memiliki karakteristik sebagai berikut: volume internal total tangki dan pipa penghubung dalam loop adalah 20 mL, dan volume internal setiap ruang adalah 120 mL. Sumber medan magnet eksternal adalah magnet permanen dengan ukuran standar 2 × 3 mm. Magnet dipasang di atas salah satu ruang kecil, 1 cm dari wadah, dengan salah satu ujungnya menghadap dinding wadah. Suhu dijaga pada 37°C. Daya pompa rol diatur ke 50%, yang sesuai dengan kecepatan 17 cm/s. Sebagai kontrol, sampel diambil dalam sel tanpa magnet permanen.
Satu jam setelah pemberian konsentrasi MNP tertentu, sampel cairan diambil dari ruang tersebut. Konsentrasi partikel diukur dengan spektrofotometer menggunakan spektrofotometer UV-Vis Unico 2802S (United Products & Instruments, USA). Dengan mempertimbangkan spektrum absorbsi suspensi MNP, pengukuran dilakukan pada 450 nm.
Sesuai dengan pedoman Rus-LASA-FELASA, semua hewan dipelihara dan dibesarkan di fasilitas bebas patogen spesifik. Studi ini mematuhi semua peraturan etika yang relevan untuk eksperimen dan penelitian hewan, dan telah memperoleh persetujuan etika dari Pusat Penelitian Medis Nasional Almazov (IACUC). Hewan-hewan tersebut minum air sepuasnya dan diberi makan secara teratur.
Penelitian ini dilakukan pada 10 ekor tikus NSG jantan imunodefisien berusia 12 minggu (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) yang dibius, dengan berat 22 g ± 10%. Karena imunitas tikus imunodefisien ditekan, tikus imunodefisien dari galur ini memungkinkan transplantasi sel dan jaringan manusia tanpa penolakan transplantasi. Tikus-tikus sejenis dari kandang yang berbeda secara acak ditugaskan ke kelompok eksperimen, dan mereka dikawinkan bersama atau secara sistematis terpapar pada alas kandang kelompok lain untuk memastikan paparan yang sama terhadap mikrobiota umum.
Sel kanker manusia HeLa digunakan untuk membuat model xenograft. Sel-sel tersebut dikultur dalam DMEM yang mengandung glutamin (PanEco, Rusia), ditambah dengan 10% serum janin sapi (Hyclone, AS), 100 CFU/mL penisilin, dan 100 μg/mL streptomisin. Garis sel tersebut disediakan oleh Laboratorium Regulasi Ekspresi Gen dari Institut Penelitian Sel Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. Sebelum injeksi, sel HeLa dilepaskan dari plastik kultur dengan larutan tripsin:Versene 1:1 (Biolot, Rusia). Setelah dicuci, sel-sel tersebut disuspensikan dalam medium lengkap hingga konsentrasi 5×10⁶ sel per 200 μL, dan diencerkan dengan matriks membran basal (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, di atas es). Suspensi sel yang telah disiapkan disuntikkan secara subkutan ke kulit paha tikus. Gunakan jangka sorong elektronik untuk memantau pertumbuhan tumor setiap 3 hari.
Ketika tumor mencapai ukuran 500 mm3, magnet permanen ditanamkan ke dalam 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. Hewan utuh yang tidak diobati digunakan sebagai kontrol (latar belakang). Selain itu, hewan yang disuntikkan dengan 0,1 mL MNP tetapi tidak ditanami magnet (MNPs-ICG + tumor-BM) juga digunakan.
Visualisasi fluoresensi sampel in vivo dan in vitro dilakukan pada bioimager IVIS Lumina LT series III (PerkinElmer Inc., USA). Untuk visualisasi in vitro, volume 1 mL konjugat PLA-EDA-ICG sintetis dan MNP-PLA-EDA-ICG ditambahkan ke 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 model tikus tumor in vivo, tanpa adanya dan penerapan medan magnet pada lokasi yang diinginkan. Tikus dibius dengan isoflurane, 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 fluoresensi. Setelah pemberian konjugat secara intravena, letakkan hewan di atas alas pemanas (37°C) di dalam ruang alat pencitraan fluoresensi IVIS Lumina LT seri III (PerkinElmer Inc.) sambil mempertahankan inhalasi dengan anestesi isoflurane 2%. Gunakan filter bawaan ICG (745–815 nm) untuk deteksi sinyal 1 menit dan 15 menit setelah pemberian 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 dieutanasia secara manusiawi dengan overdosis anestesi isoflurane untuk 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 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 bentuk yang berbeda. Kami juga tidak mengevaluasi efek jangka panjang medan magnet terhadap retensi nanopartikel dalam jaringan tumor.
Nanopartikel mendominasi, dengan ukuran rata-rata 195,4 nm. Selain itu, suspensi tersebut mengandung aglomerat dengan ukuran rata-rata 1176,0 nm (Gambar 5A). Selanjutnya, sebagian suspensi disaring melalui filter sentrifugal. Potensial 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 satu MNP tunggal dengan ukuran 20 nm, dan cangkang organik terkonjugasi PLA-EDA-ICG dengan kerapatan elektron yang lebih rendah. Pembentukan aglomerat dalam larutan berair dapat dijelaskan oleh modulus gaya gerak listrik yang relatif rendah dari masing-masing nanopartikel.
Untuk magnet permanen, ketika magnetisasi terkonsentrasi dalam volume V, ekspresi integral dibagi menjadi dua integral, yaitu integral volume dan integral permukaan:
Dalam kasus sampel dengan magnetisasi konstan, kerapatan arus adalah nol. Maka, ekspresi vektor induksi magnetik akan berbentuk sebagai berikut:
Gunakan program MATLAB (MathWorks, Inc., USA) untuk perhitungan numerik, lisensi akademik ETU “LETI” nomor 40502181.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7, Gambar 8, Gambar 9, dan 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 panjang silinder lebih besar dari diameternya, medan magnet terkuat diamati pada arah aksial-radial (untuk komponen yang sesuai); oleh karena itu, pasangan silinder dengan rasio aspek (diameter dan panjang) yang lebih besar akan menghasilkan adsorpsi MNP yang paling efektif.
Gambar 7. Komponen intensitas induksi magnetik Bz sepanjang sumbu Oz magnet; ukuran standar magnet: garis hitam 0,5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Gambar 8 Komponen induksi magnetik Br tegak lurus terhadap sumbu magnet Oz; ukuran standar magnet: garis hitam 0,5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Gambar 9. Komponen intensitas induksi magnetik Bz pada jarak r dari sumbu ujung magnet (z=0); ukuran standar magnet: garis hitam 0,5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Gambar 10 Komponen induksi magnetik 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, memusatkan nanopartikel di area target, dan menentukan perilaku nanopartikel dalam kondisi hidrodinamik di sistem peredaran darah. Magnet permanen dapat digunakan sebagai medan magnet eksternal. Jika kita mengabaikan interaksi magnetostatik antara nanopartikel dan tidak mempertimbangkan model fluida magnetik, cukup untuk memperkirakan interaksi antara magnet dan nanopartikel tunggal dengan pendekatan dipol-dipol.
Di mana m adalah momen magnetik magnet, r adalah vektor radius titik tempat nanopartikel berada, dan k adalah faktor sistem. Dalam pendekatan dipol, medan magnet memiliki konfigurasi serupa (Gambar 11).
Dalam medan magnet seragam, nanopartikel hanya berputar searah dengan garis gaya. Dalam medan magnet tidak seragam, gaya bekerja padanya:
Di manakah turunan dari arah l tertentu? Selain itu, gaya tersebut menarik nanopartikel ke area medan yang paling tidak rata, artinya kelengkungan dan kepadatan garis gaya meningkat.
Oleh karena itu, sebaiknya digunakan magnet yang cukup kuat (atau rangkaian magnet) dengan anisotropi aksial yang jelas di area tempat partikel berada.
Tabel 1 menunjukkan kemampuan sebuah magnet tunggal sebagai sumber medan magnet yang cukup untuk menangkap dan menahan MNP di dalam jaringan pembuluh darah pada area aplikasi.