專利名稱：空間定位聚集磁性顆粒的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間定位聚集磁性顆粒裝置，特別是對(duì)幾百納米及微米級(jí)磁性顆 粒的空間定位聚集裝置。
背景技術(shù)：
本文中"磁性顆粒"是指尺寸在幾百納米和微米級(jí)的磁性顆粒，它包括實(shí)質(zhì)上由 磁性物質(zhì)組成，可以被吸引到磁體上的磁性顆粒；另一方面，磁性顆?？梢允前ù?性物質(zhì)和如瓊脂、瓊脂糖、非磁性金屬、玻璃等的其它非磁性物質(zhì)的合成顆粒。該合 成顆粒包括由磁性物質(zhì)形成的磁心和由非磁性物質(zhì)制成的外殼，或者該合成顆粒包括 許多由嵌在非磁性物質(zhì)內(nèi)的磁性物質(zhì)所形成的小顆粒。另外，磁性顆粒還包括能夠吞 噬磁性物質(zhì)的微米級(jí)細(xì)胞。
磁性藥物微球的大小在微米數(shù)量級(jí)，它在腫瘤治療方面有很多優(yōu)勢(shì)，諸如，磁性 藥物微球在合適磁場(chǎng)的作用下被導(dǎo)向腫瘤組織，這樣大大減少了正常組織中的藥物濃 度，從而減少了對(duì)正常組織細(xì)胞的損傷；另外，更多的磁性微球制劑從腫瘤組織的血 管內(nèi)皮中滲出，使藥物在細(xì)胞或亞細(xì)胞水平發(fā)揮藥理作用成為可能。但要充分發(fā)揮優(yōu) 勢(shì)，必，研制出能將磁性微球合理聚集并符合臨床應(yīng)用的裝置。從磁性微球的受力來 考慮，磁性微球在血管中隨血液流動(dòng)，若想讓其停下來，必須克服血液對(duì)它的粘滯阻 力。磁性微球流過本發(fā)明裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)空間，會(huì)受到磁場(chǎng)力，磁場(chǎng)力用來平衡粘滯 阻力，使磁性微球運(yùn)動(dòng)減速直至停下來。磁性微球在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)吸引力 /二/z。M，VHr，從此式可知，f的大小與微粒體積、磁場(chǎng)強(qiáng)度及其梯度成正比例。磁
場(chǎng)強(qiáng)度并不是越大越好，0vadia H等的研究表明當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大于0.4T時(shí)，磁顆粒 已經(jīng)被飽和磁化，磁感應(yīng)強(qiáng)度再增加，磁場(chǎng)力f也不會(huì)增加，太強(qiáng)的磁場(chǎng)反而對(duì)生物 體有其他副作用。但磁場(chǎng)力f的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度的梯度成正比例，磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度 越大，磁場(chǎng)力f越大。根據(jù)理論計(jì)算，氧化鐵磁性顆粒在磁感應(yīng)強(qiáng)度大約在O. 5T時(shí)， 氧化鐵磁性顆粒磁化強(qiáng)度會(huì)達(dá)到飽和。所以，適用于臨床或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)儀器應(yīng)滿足 產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度很大，而磁感應(yīng)強(qiáng)度大約在0.5T即可。并且，磁場(chǎng)最好能 夠在空間中心強(qiáng)于磁極處，這樣可以透過其他組織和器官將磁性微球空間定位于病理 區(qū)。
目前認(rèn)為穩(wěn)恒磁場(chǎng)是安全的，臨床醫(yī)學(xué)用的核磁共振成像的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度已采取0.6T、 1.5T、 4.7T。本發(fā)明專利磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為O. 75T，所以在安全范圍 內(nèi)。雖然采用脈沖磁場(chǎng)可以達(dá)到同樣強(qiáng)度梯度磁場(chǎng)，但因?yàn)榇罅垦芯勘砻髅}沖磁場(chǎng)會(huì) 破壞動(dòng)物細(xì)胞的生理功能。比如，王保義等，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人外周血淋巴細(xì)胞核在 弱的脈沖場(chǎng)作用下嚴(yán)重受損，出現(xiàn)了多微核，核破裂以及核異常，同時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的免 疫功能受損，耐低滲能力下降。劉長(zhǎng)軍等采用低強(qiáng)度的瞬態(tài)電磁脈沖對(duì)生物樣品進(jìn)行 輻射，結(jié)果表明細(xì)胞膜也會(huì)發(fā)生電穿孔。Carlo Ventura等實(shí)驗(yàn)研究脈沖磁場(chǎng)能夠調(diào) 制心肌細(xì)胞的基因表達(dá)。所以，我們認(rèn)為采用穩(wěn)恒磁場(chǎng)的方式更安全可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種空間定位聚集磁性顆粒的 裝置。能有效安全地將磁性顆粒給予空間定位。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是磁場(chǎng)是由電流或運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生。對(duì)于電磁鐵， 線圈通有電流時(shí)，磁場(chǎng)由磁極散發(fā)至氣隙中。 一般情況下，空間的磁場(chǎng)離磁極越近， 磁感應(yīng)強(qiáng)度和其梯度越大。本發(fā)明裝置由中空的圓柱形鐵芯作為磁極，磁極末端E和F 處有螺紋，起到調(diào)節(jié)兩圓柱形鐵芯間的距離和固定磁極的作用。磁極外繞上線圈。線 圈接穩(wěn)恒電源。線圈通有穩(wěn)恒電流時(shí)，在圓柱形空間處產(chǎn)生以x軸為對(duì)稱的磁場(chǎng)。由 于磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，在x軸方向，間距中心點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，沿x及其反方向磁場(chǎng)很 快衰減。如圖4所示。這樣可以透過其他組織和器官將磁性微球'^間定位于病理區(qū)。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種空間定位聚集磁性顆粒的裝置，包括兩個(gè)磁極，其特征在于
1) 所述兩個(gè)磁極以同軸線相對(duì)安置；
2) 所述兩個(gè)磁極均有軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)；
3) 所述兩個(gè)磁極為相同直徑的中空的圓柱形磁極。 上述兩個(gè)磁極外繞上線圈，該線圈連接一個(gè)穩(wěn)恒電源。 上述兩個(gè)磁極安裝在一個(gè)形成磁路的導(dǎo)磁體上。
上述兩個(gè)磁極的軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)是構(gòu)成兩個(gè)磁極的兩個(gè)中空的圓柱形磁極末端處 均有螺紋，與調(diào)節(jié)手輪的螺孔旋配。
上述兩個(gè)中空的圓柱形磁極的材料為電工純鐵或io號(hào)鋼。
上述穩(wěn)恒電源的直流穩(wěn)恒電源輸入電壓220V土10y。，輸出電流0 5A連續(xù)可調(diào)電流。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用兩個(gè)中空的圓柱形電極以同軸線相對(duì)安置，能有效、安全地將磁性顆粒給予 空間定位，應(yīng)用于將磁性藥物微球空間定位于病理區(qū)，能收到較好的療效。


圖l是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的左視圖。
圖3是兩中空?qǐng)A柱形電極間的空間ABCD處坐標(biāo)系的建立圖。 圖4是磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化曲線圖。
圖5是磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度！隨電流I變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下參見圖l、圖2和圖3，本空間定位聚集磁性
顆粒的裝置包括兩個(gè)磁極l、 2，兩個(gè)磁極l、 2為兩個(gè)相同直徑的中空的圓柱形磁極， 以同軸線相對(duì)安置，有軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)兩磁極l、 2之間的空間ABCD間距h。
兩個(gè)磁極l、 2外繞上線圈4，該線圈4連接穩(wěn)恒電源3。
兩個(gè)磁極K 2安裝在形成磁路的導(dǎo)磁體5上。
兩個(gè)磁極l、 2的軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)是兩個(gè)中空的圓柱形磁極的末端處均有螺紋與調(diào) 節(jié)手輪6上的螺？1^旋配。
兩個(gè)中空的圓柱形磁極的材料為電工純鐵或10號(hào)鋼。
穩(wěn)恒電源3的直流穩(wěn)恒電源輸入電壓為220V ± 10%，輸出電流0 5A連續(xù)可調(diào)電流。 本實(shí)施例的磁場(chǎng)強(qiáng)度和梯度是可調(diào)的。通過調(diào)節(jié)電流的大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度從O可 增加到0.8T，磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度！從0可增加到50T/ra。如圖5所示。在實(shí)際應(yīng)用中，可
根據(jù)不同大小的磁性微球，來選取適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度。
本實(shí)施例的應(yīng)用實(shí)例直徑約為2nm的磁粉水懸濁液，在內(nèi)徑為4ram的透明導(dǎo)管中
循環(huán)流動(dòng)，導(dǎo)管從磁極中空處水平直線穿過。流速為0.5mm/s，磁場(chǎng)作用時(shí)間30分鐘。 結(jié)果可觀察到磁性顆粒在o點(diǎn)處大量聚集，如果相對(duì)于磁極前后移動(dòng)導(dǎo)管，會(huì)
發(fā)現(xiàn)聚集的磁性顆粒位置不隨導(dǎo)管移動(dòng)，始終處于o點(diǎn)。這說明本發(fā)明裝置能夠?qū)Υ?br> 性顆粒進(jìn)行有效地空間定位聚集。
權(quán)利要求
1.一種空間定位聚集磁性顆粒的裝置，包括兩個(gè)磁極(1、2)，其特征在于a.所述兩個(gè)磁極(1、2)以同軸線相對(duì)安置；b.所述兩個(gè)磁極(1、2)均有軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)；c.所述兩個(gè)磁極(1、2)為相同直徑的中空的圓柱形磁極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空間定位聚集磁性顆粒的裝置，其特征在于所述兩個(gè)磁極(l、 2)外繞上線圈(4)，該線圈(4)連接一個(gè)穩(wěn)恒電源(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空間定位聚集磁性顆粒的裝置，其特征在于所述的兩個(gè)磁極(1、 2)安裝在一個(gè)形成磁路的導(dǎo)磁體(5)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空間定位聚集磁性顆粒的裝置，其特征在于所述兩個(gè)磁極(l、 2)的軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)是構(gòu)成兩個(gè)磁極(1、 2)的兩個(gè)中空的圓柱形磁極末端處均 有螺紋，與調(diào)節(jié)手輪(6)的螺孔旋配。
5. 根據(jù)權(quán)禾IJ要求1所述的空間定位聚集磁性顆粒的裝置，其特征在于所述兩個(gè)中空的 圓柱形磁極的材料為電工純鐵或IO號(hào)鋼。
6. 根據(jù)權(quán)禾t展求2所述的空間定位聚集磁性顆粒的裝置，其特征在于所述穩(wěn)恒電源(3)的直流穩(wěn)恒電源輸入電壓220V± 10%，輸出電流0~5A連續(xù)可調(diào)電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間定位聚集磁性顆粒的裝置。它包括兩個(gè)磁極，兩個(gè)磁極為兩個(gè)相同直徑的中空的圓柱形磁極，以同軸線相對(duì)安置，有軸向調(diào)位機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)兩磁極間的空間距離。本發(fā)明能有效、安全地將磁性顆粒給予空間定位，應(yīng)用于將磁性藥物微球空間定位于病理區(qū)，能收到較好的療效。
文檔編號(hào)A61N2/00GK101306229SQ200810040030
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者姚文娟, 李仁興, 寧 裴, 鄭文嶺, 馬文麗, 黃浙勇, 龔永勇 申請(qǐng)人:上海大學(xué)