專利名稱：三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁引導(dǎo)裝置，用于磁微粒的靶向引導(dǎo)，特別適用于生物、醫(yī)藥等研發(fā) 領(lǐng)域，可提高藥物篩選和藥效評(píng)價(jià)水平、增強(qiáng)藥物/基因輸運(yùn)和治療效果。
背景技術(shù)：
藥物靶向技術(shù)是腫瘤化療、放療以及基因治療等現(xiàn)代生物、醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) 和前沿技術(shù)。在眾多的靶向治療系統(tǒng)中，磁微粒電磁引導(dǎo)系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)，其將藥 物、磁性物質(zhì)和適當(dāng)?shù)妮d體材料結(jié)合在一起，在外磁場的作用下，將藥物定位于靶區(qū)、濃集 并釋放，具有高效、低毒的特點(diǎn)，是開展靶向藥物和基因治療研究的重要手段?；诖盼⒘５陌邢蛑委熜枰鉀Q的基礎(chǔ)技術(shù)問題有①磁性靶向藥物的制備；② 靶區(qū)結(jié)構(gòu)特性研究；③靶區(qū)外加磁場引導(dǎo)裝置等。本發(fā)明涉及的是第③個(gè)方面的問題。目前靶區(qū)外加磁場引導(dǎo)裝置主要有①采用稀土永久磁鐵和雙極電磁鐵，結(jié)構(gòu)簡 單方便，提供的是靜態(tài)磁場，但磁場強(qiáng)度及梯度不可調(diào)；②永磁鐵脈沖磁場發(fā)生器，采用永 久磁鐵與靶區(qū)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磁場脈沖，但頻率和脈沖占空比不易控制；③基于電磁方式 的振蕩磁場發(fā)生器，其強(qiáng)度可調(diào)，但目前基于電磁方式的振蕩磁場發(fā)生器大都是在一個(gè)固 定的較大區(qū)域產(chǎn)生高梯度、高強(qiáng)度的振蕩式磁場，且一般基于二維方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三維掃描式大梯度電磁弓I導(dǎo)裝置，在靶區(qū)位置產(chǎn)生三維 掃描式動(dòng)態(tài)可調(diào)的高場強(qiáng)、高梯度磁場，實(shí)現(xiàn)磁微粒的靶向精細(xì)化控制，裝置結(jié)構(gòu)簡單，加 工方便。三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置，包括主磁體、掃描磁體和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主磁體在靶 區(qū)的整個(gè)表面產(chǎn)生梯度磁場，掃描磁體在靶區(qū)的局部表面產(chǎn)生梯度磁場，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用以驅(qū) 動(dòng)掃描磁體在靶區(qū)表面移動(dòng)。所述掃描磁體由兩塊矩形線圈式磁體呈十字形疊放構(gòu)成。所述掃描磁體為一柱狀線圈式磁體。所述主磁體為一柱狀線圈式磁體。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在本發(fā)明利用梯度場在空間上的疊加原理，由主磁體在 靶區(qū)處產(chǎn)生面狀的背景場，根據(jù)靶區(qū)引導(dǎo)要求，可組合選取不同結(jié)構(gòu)的掃描磁體在靶區(qū)產(chǎn) 生面、線、點(diǎn)狀梯度場。通過控制磁體在靶區(qū)的不同掃描方式，形成一個(gè)掃描式的動(dòng)態(tài)區(qū)域 梯度磁場，引導(dǎo)磁微粒在靶區(qū)處進(jìn)行更精細(xì)化的運(yùn)動(dòng)。該裝置對(duì)于藥物篩選系統(tǒng)來說，可以 增強(qiáng)受體激活效率，提高藥物與受體之間的作用效果；對(duì)于體外基因輸運(yùn)系統(tǒng)來說，可以提 供靈活、有效的輸運(yùn)引導(dǎo)手段，提高輸運(yùn)效率。另外，本發(fā)明一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是，其在靶區(qū)的 磁場強(qiáng)度、磁場梯度及磁場作用類型均可通過電路發(fā)生和控制裝置來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制，作 用形式靈活多樣。


圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示實(shí)施例二維示意圖，圖2(a)為正視圖，圖2(b)為俯視圖；磁體1 和磁體4的組合磁力作用效果示意圖；圖3為組合磁體二維磁場分布示意圖；圖4為本發(fā)明另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為外加磁場影響藥物分布的示意圖，圖5 (a)在無外加磁場環(huán)境，5 (b)在外加 外加一維梯度場(面梯度場)環(huán)境，5 (c)為外加二維梯度場(線掃描梯度場)環(huán)境，5(d) 為外加三維梯度場(點(diǎn)掃描梯度場)環(huán)境
具體實(shí)施例方式設(shè)定靶區(qū)在XY平面，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例一如圖1和2所示，主磁體1為圓柱形線圈式磁體，軸向?yàn)閆方向，根據(jù)靶區(qū)形狀，可 設(shè)計(jì)徑向分布不同的磁體，如圓柱形、橢圓柱形及方柱形等，本實(shí)施例設(shè)計(jì)為圓柱形，該磁 體的目的是確定靶區(qū)空間的Z坐標(biāo)位置。構(gòu)成掃描磁體的磁體2和3為扁平矩形線圈式磁體，分別放置于雙層導(dǎo)軌上，其 長邊與導(dǎo)軌走向垂直，連接處有固定滑動(dòng)裝置，通過驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)其在XY平面來回掃描運(yùn) 動(dòng)，其磁體軸向?yàn)閆方向。掃描磁體的目的是在背景場的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)梯度磁場，確定靶 區(qū)XY平面內(nèi)粒子匯聚位置，其相對(duì)于靶區(qū)分別近似為線狀分布?？蓪⒅鞔朋w1設(shè)置為可調(diào) 式，根據(jù)靶區(qū)的上下移動(dòng)調(diào)整其在Z軸方向的位置圖3所示的是圖2實(shí)例的空間磁場疊加效果示意圖，主磁體1和磁體2在靶區(qū)平 面上形成沿X軸方向的線狀集中磁力作用區(qū)域，磁體3在線狀集中區(qū)域的基礎(chǔ)上，形成了一 個(gè)更強(qiáng)的點(diǎn)狀磁力作用區(qū)域。主磁體和掃描磁體在空間形成一個(gè)動(dòng)態(tài)掃描高梯度強(qiáng)磁場區(qū) 域，引導(dǎo)磁微粒在靶區(qū)處進(jìn)行更精細(xì)化的運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例二如圖4所示，本實(shí)例與實(shí)施例一不同處在于掃描磁體的構(gòu)成，本實(shí)例中掃描磁體 采用一個(gè)圓柱狀線圈式磁體4 (不局限于圓柱狀，截面形狀可任意選擇)，其磁體軸向?yàn)閆方 向。該磁體在主磁體產(chǎn)生的背景場的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)點(diǎn)狀梯度磁場，在靶區(qū)XY平面內(nèi)確定 粒子匯聚位置。在柱狀磁體4附近產(chǎn)生一個(gè)較集中的磁力作用區(qū)域，通過控制磁體4運(yùn)動(dòng) 可改變?cè)搮^(qū)域位置。圖5所示的是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例示意圖，將容納磁性藥物小分子的器皿放入本發(fā) 明裝置中，根據(jù)電磁力作用特性，通過控制三個(gè)磁體的作用形式，可分別使磁性藥物小分子 呈面、線、點(diǎn)狀的靶向聚集效果。
權(quán)利要求
三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置，包括主磁體、掃描磁體和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主磁體在靶區(qū)的整個(gè)表面產(chǎn)生梯度磁場，掃描磁體在靶區(qū)的局部表面產(chǎn)生梯度磁場，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用以驅(qū)動(dòng)掃描磁體在靶區(qū)表面移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置，其特征在于，所述掃描磁 體由兩塊矩形線圈式磁體呈十字形疊放構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置，其特征在于，所述掃描磁 體為一柱狀線圈式磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的三維掃描式大梯度電磁弓I導(dǎo)裝置，其特征在于，所述 主磁體為一柱狀線圈式磁體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維掃描式大梯度電磁引導(dǎo)裝置，利用梯度場在空間上的疊加原理，由主磁體在靶區(qū)處產(chǎn)生面狀的背景場，根據(jù)靶區(qū)引導(dǎo)要求，可組合選取不同結(jié)構(gòu)的掃描磁體在靶區(qū)產(chǎn)生面、線、點(diǎn)狀梯度場。通過控制磁體在靶區(qū)的不同掃描方式，形成一個(gè)掃描式的動(dòng)態(tài)區(qū)域梯度磁場，引導(dǎo)磁微粒在靶區(qū)處進(jìn)行更精細(xì)化的運(yùn)動(dòng)。該裝置對(duì)于藥物篩選系統(tǒng)來說，可以增強(qiáng)受體激活效率，提高藥物與受體之間的作用效果；對(duì)于體外基因輸運(yùn)系統(tǒng)來說，可以提供靈活、有效的輸運(yùn)引導(dǎo)手段，提高輸運(yùn)效率。
文檔編號(hào)A61M37/00GK101884824SQ20101021508
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者曹全梁, 李亮, 韓小濤 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)