ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ "Моделирование процессов перемещения магнитных носителей лекарственных препаратов в системе микроциркуляции живых организмов" (промежуточный)

Проанализирована возможность накопления магнитных частиц во внутренних структурах тела человека путем создания магнитного поля различной конфигурации. Показано, что невозможно создать магнитное поле такой конфигурации, которое обеспечило бы решение этой задачи, поскольку имеются фундаментальные физические ограничения. Установлено, что градиент магнитного поля и концентрация задержанных частиц всегда нарастают по мере приближения к поверхности магнита.Разработана теоретическая модель, описывающая поведение единичной магнитной частицы, движущейся по капилляру в потоке жидкости в условиях приложения внешнего магнитного поля. В качестве входных параметров модели учитывали: размер, форму, массу и плотность частицы, магнитные характеристики материала, из которого синтезированы частицы (намагниченность насыщения и магнитную восприимчивость), размеры капилляра, скорость кровотока по нему и вязкость жидкости. Для описания траектории движения частицы предложена формула, учитывающая магнитную силу, силу Стокса и силы броуновского взаимодействия частиц. Рассчитаны траектории движения частиц различных массы и размера и условия их возможной остановки внутри капилляра при известных значениях градиентов магнитного поля.Предложена лабораторная модель микроциркуляторного русла на основе капиллярного диализатора, позволяющая оценить движение частиц в потоке жидкости. Проанализировано накопление магнитных частиц на различном расстоянии от поверхности постоянного магнита. Выявлена высокая корреляция теоретических расчетов и экспериментальных данных, что свидетельствует об адекватности предложенной модели. Проведено исследование биораспределения магнитных частиц в градиенте поля в органах с капиллярной системой замкнутого и незамкнутого типов (легкие и печень соответственно). Установлено, что в капиллярах замкнутого типа имеется прямая зависимость концентрации частиц от градиента приложенного магнитного поля. В органах с незамкнутой капиллярной системой при введении частиц размером менее 1 мкм отмечаются спонтанная задержка до 80% частиц при 1-м прохождении через орган и низкая корреляция их концентрации с градиентом поля.