CN114099926B - 一种定点磁流变液递送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定点磁流变液递送方法及装置，该方法包括如下步骤：确定机体的病灶位置；设计制作靶向沉积磁场装置，形成磁场靶向递送滞留点；将病灶与靶向递送滞留点重合；利用靶向沉积磁场装置产生的磁场作用对病灶处血流中的磁流变液实现“磁场沉积”，使磁流变液在病灶处局部定点滞留并聚集。磁流变液可以载药也可以不载药，并且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控。在机体外设置靶向沉积磁场装置能够产生位于机体内部的递送滞留点，因此当病灶位于机体的内部时，依然可以通过病灶与递送滞留点重合的方式将磁流变液定点递送至病灶的位置并且限时滞留，以实现将磁流变液限时滞留在机体体内较深的部位，并根据需要后期可回收磁流变液。

Description

一种定点磁流变液递送装置

技术领域

本发明涉及磁性药物递送领域，尤其涉及一种磁流变液定点递送方法及装置。

背景技术

针对疾病特别是肿瘤的药物靶向问题，目前的主要技术手段包括主动靶向、被动靶向、物理靶向等途径。其中，主动和被动靶向均通过一定的规则(如分子的特异识别、经血循环沉积等)在体内实现药物聚集实现靶向。这些技术能够实现一定程度的药物聚集，但它们均存在靶向精准度、药物浓度水平低、打击面大等方面的问题。物理靶向技术则是利用外加物理环境如温度或磁场等条件将药物运输并聚集到病灶部位。该类技术能够在恰当的局部位置实现较好的药物浓聚，因此具有良好的发展前景。

目前，磁场药物靶向技术的主要手段是利用磁场对磁性纳米颗粒的吸引作用将药物吸引到特定的病灶部位，从而实现靶向给药。该技术多适用于身体浅表部位的病灶而对于体内内部的病灶往往无能为力。在公开的已有技术中，偶有个别技术，可以实现体内深部病灶药物聚集。比较典型的是在体内预先植入磁性针的技术。该技术可以通过植入磁性材料改变磁场分布，从而实现体内深部的药物聚集，但是这种技术是侵入式的，对机体可能造成伤害。另外，还有一些公开文献提出的深部药物聚集技术，例如利用磁体结构靶向聚集磁性药物，只能实现体内深部病灶部位的药物引导，难以滞留。

磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性，而在强磁场作用下，则可在短时间(毫秒级)内呈现出高粘度、类固体特性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、连续的、可逆的、并且可控的。

因此，可利用磁流变液药物靶向技术采用在特定磁场作用下将磁流变液药物定点聚集并限时滞留在病灶部位，实现非侵入式的较深病灶位置的靶向给药。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种定点磁流变液递送方法，旨在解决现有技术中，在非侵入式的情况下无法将药物滞留并聚集在体内深部病灶的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁流变液定点递送方法，包括如下步骤：

S1、确定机体的病灶位置；

S2、设计制作靶向沉积磁场装置，形成磁场靶向递送滞留点；

S3、将病灶与所述磁场递送滞留点重合；

S4、向机体施加磁流变液，根据所述靶向沉积磁场装置的磁场特性使病灶位置血流中的磁流变液呈现类固态特性，从而在病灶位置局部滞留并聚集，实现磁流变液“磁场沉积”，且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控，必要时可回收磁流变液。

进一步地，所述步骤S2中，形成磁场靶向递送滞留点具体为：

在所述靶向沉积磁场装置产生的磁场区域内选取磁感应强度的最大值点确定为磁场靶向递送滞留点，并将产生的磁场区域确定为递送区域。

进一步地，所述步骤S4具体为：

在所述递送区域的任意位置施加的磁流变液，可以载药也可以不载药。若不载药，病灶部位的类固态特性磁流变液可滞留阻塞在病灶位置，若载药，随着磁流变液包裹的药物的滞留和聚集有效增加病灶处的药物浓度，且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控。

本发明的一个目的在于提供一种靶向沉积磁场装置，用于实施上述的定点磁流变液递送方法；所述靶向沉积磁场装置形成的沉积磁场能使向机体施加的磁流变液在所述磁场靶向递送滞留点呈现类固态特性，即磁流变液在病灶位置发生“磁场沉积”，磁流变液在病灶位置局部定点滞留并集聚。

所述靶向沉积磁场装置可以包括三对或三组相对设置的两个通电方向相同的线圈，所述线圈的磁化方向可以与所述线圈的轴线平行，所述线圈可以缠绕为圆柱体或者正多面体；所述靶向沉积磁场装置也可以是绝缘球体上布置的多组线圈；相邻线圈之间的磁化方向可以相互垂直，所述绝缘球体的中心位置为磁场靶向递送滞留点，经过所述磁场靶向递送滞留点且与各组线圈的轴线平行构成的区域为磁流变液递送区域。

本发明的有益效果：磁流变液进入机体后，由于靶向沉积磁场装置产生的磁场作用改变了磁流变液的流变性能，使病灶位置血流中的磁流变液呈现类固态特性，实现磁流变液“磁场沉积”，从而滞留并聚集在病灶位置。由于机体外设置的靶向沉积磁场装置能够产生位于机体内部的递送滞留点，因此当病灶位于机体的内部也即距离机体的体表具有一定的距离时，依然可以通过病灶与递送滞留点重合的方式将磁流变液滞留并聚集在病灶的位置，以实现将磁流变液定点滞留并聚集在机体体内较深的部位。磁流变液可以载药也可以不载药。若不载药，病灶部位的类固态特性磁流变液可滞留阻塞在病灶位置；载药磁流变液还可大大增加病灶处的药物浓度。且磁流变液在病灶处滞留的时间可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的磁流变液定点递送方法的流程框图。

图2为当靶向沉积磁场装置为三对相对设置的线圈组成时的结构示意图。

图3为当靶向沉积磁场装置为三组相对设置的空心线圈组成时的结构示意图。

图4为当靶向沉积磁场装置为空心绝缘球体上布置的多组线圈组成时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1-图4所示，本发明实施例提出了一种定点磁流变液递送方法，包括如下步骤：

S1、确定机体的病灶位置；

S2、设计制作靶向沉积磁场装置1，形成磁场靶向递送滞留点2；

S3、将病灶与磁场靶向递送滞留点2重合；

S4、向机体施加磁流变液，根据靶向沉积磁场装置1的沉积磁场特性使病灶位置血流中的磁流变液呈现类固态特性，在病灶位置局部滞留并聚集，实现磁流变液“磁场沉积”，且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控，必要时可回收磁流变液。

在本发明的实施例中，首先确定机体的病灶的位置，该机体包括人体或者动物体；再根据需要制作靶向沉积磁场装置1，通过检测设备识别出沉积磁场装置 1的磁场靶向递送滞留点2；将病灶与磁场靶向递送滞留点2重合，然后向机体施加磁流变液，具体可以向血管注射磁流变液；磁流变液进入机体后由于靶向沉积磁场装置1产生的磁场作用使病灶位置血流中的磁流变液呈现类固态特性，从而在病灶处局部滞留并聚集，实现磁流变液“磁场沉积”，可将药物限时滞留在病灶处，必要时可回收磁流变液。由于磁场靶向递送滞留点2与靶向沉积磁场装置1不重合，因此在机体外设置靶向沉积磁场装置能够产生位于机体内部的药物磁场靶向递送滞留点2，因此当病灶位于机体的内部也即距离机体的体表具有一定的距离时，依然可以通过病灶与磁场靶向递送滞留点2重合的方式将磁流变液滞留并聚集在病灶位置，以实现将磁流变液滞留并聚集在机体体内较深的部位。磁流变液可以载药也可以不载药。若不载药，病灶部位的类固态特性磁流变液可滞留阻塞在病灶位置；若载药，随着磁流变液包裹的药物的滞留和聚集有效增加病灶处的药物浓度，且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控。

于本发明的实施例中，在向机体施加磁流变液之前，也即步骤S2与步骤S3 之间还包括如下步骤：

S25、递送验证：对靶向沉积磁场装置1的磁场分布进行验证，确认磁场分布与计算结果的吻合度，再模拟施加磁流变液的过程，确认磁流变液定点递送滞留的效果。具体地，利用模拟的病灶放置在靶向沉积磁场装置1的磁场中，向机体施加磁流变液，控制靶向沉积磁场，观察最后磁流变液在病灶位置滞留和聚集的效果，进而确认磁流变液定点递送滞留的效果。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的磁流变液定点递送方法的一种具体实施方式，步骤S2中，识别出与靶向沉积磁场装置1不重合的磁场靶向递送滞留点2具体为：

在靶向沉积磁场装置1产生的磁场且不与靶向沉积磁场装置1重合的区域内选取一个区域；

将该区域的磁感应强度的最大值点确定为靶向沉积递送滞留点2，并将该区域确定为递送区域。

具体地，靶向沉积磁场装置1产生的磁场内存在一个区域，且该区域存在唯一的磁感应强度的最大值点，也即该区域的其他位置的磁感应强度均小于该最大值点的磁感应强度，则将该最大值点确定为磁场靶向递送滞留点2，同时将该区域确定为递送区域，向机体施加磁流变液，该递送区域的磁流变液向病灶处汇集，病灶位置的磁流变液在沉积磁场作用下呈现类固态特性滞留并聚集在病灶处，进而在递送区域实现三维递送。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的磁流变液定点递送方法的一种具体实施方式，步骤S4具体为：

向机体施加磁流变液，在病灶位置的磁流变液受磁场作用呈现类固态特性，滞留在病灶位置并集聚，实现磁流变液“磁场沉积”。

具体地，可通过血管向机体注射磁流变液，递送区域覆盖的区域内的磁流变液在磁场作用下向磁场靶向递送滞留点2汇合，在病灶处改变磁流变液的流变性能使之呈现类固态特性，从而在病灶处局部滞留并聚集。磁流变液可以载药也可以不载药。若不载药，病灶部位的类固态特性磁流变液可滞留阻塞在病灶位置；若载药，滞留聚集在病灶位置的药物浓度会大大增加，且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控。

如图2所示，本发明实施例还提出了一种靶向沉积磁场装置，用于实施上述的定点磁流变液递送方法；靶向沉积磁场装置1包括三对相对设置的两个磁化方向相同的线圈，其中一对线圈3的磁场方向为竖直方向或者水平方向；线圈可为空心也可为实心，可为圆柱体或正多面体，线圈3的中心为磁场靶向递送滞留点 2，线圈的轴线为递送区域。具体地，上述靶向沉积磁场装置1使用时，将病灶与磁场靶向递送滞留点2重合，先向机体施加磁流变液，再在沉积磁场的作用下使病灶位置的磁流变液呈现类固态特性，从而滞留并聚集在病灶处，实现磁流变液“磁场沉积”。例如将肢体放入上述线圈中心，进而实现磁流变液在病灶处的滞留并聚集。同时，当上述靶向沉积磁场装置1为线圈3时，还可用于机体的体内血管轴向、四肢轴向、动物尾部轴向等轴径比大的区域，进而实现对磁流变液的一维递送。若给其中两对线圈通电，线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，与线圈轴面水平、垂直的面为递送平面，可实现对磁流变液的二维递送。若给三对线圈均通电，线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，与线圈轴面水平、垂直和立面交汇处为递送区域，可实现对磁流变液的三维递送。

于本发明的实施例中，可将上述线圈3进行优化设计，实现产品的定型及便于生产的进行。

如图3所示，本发明实施例还提出了一种靶向沉积磁场装置，用于实施上述的定点磁流变液递送方法；靶向沉积磁场装置1为三组相对设置的空心线圈，其中一组空心线圈4组成的磁场装置产生的磁场中存在一磁场靶向递送滞留点2，同时存在一过该磁场靶向递送滞留点2的直线，在该直线上的任意位置的磁感应强度均小于磁场靶向递送滞留点2的磁感应强度，进而达到与上述一维递送同样的效果。若给其中两组空心线圈通电，空心线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，空心线圈的水平、垂直轴面为递送平面，可实现与上述二维递送同样的效果。若给三组空心线圈均通电，空心线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，空心线圈的水平、垂直和立面交汇处为递送区域，可实现与上述三维递送同样的效果。

如图4所示，本发明实施例还提出了一种靶向沉积磁场装置，用于实施上述的磁流变液定点递送方法；靶向沉积磁场装置1由空心绝缘球体上布置的多组线圈组成，球体可静止也可旋转，其中一组空心线圈5组成的磁场装置产生的磁场中存在一磁场靶向递送滞留点2，同时存在一过该磁场靶向递送滞留点2的直线，在该直线上的任意位置的磁感应强度均小于磁场靶向递送滞留点2的磁感应强度，进而达到与上述一维递送同样的效果。若给其中两组空心线圈通电，空心线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，空心线圈的水平、垂直轴面为递送平面，可实现与上述二维递送同样的效果。若给三组或更多组空心线圈均通电，空心线圈的中心为磁场靶向递送滞留点2，空心线圈的各平面交汇处为递送区域，可实现与上述三维递送同样的效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种实施定点磁流变液递送的靶向沉积磁场装置，其特征在于，所述靶向沉积磁场装置形成的沉积磁场能使向机体施加的磁流变液在所述磁场靶向递送滞留点呈现类固态特性，即磁流变液在病灶位置发生“磁场沉积”，磁流变液在病灶位置局部定点滞留并集聚且磁流变液滞留在病灶位置的时间可控；向机体施加的磁流变液载药或不载药，若不载药，病灶部位的类固态特性磁流变液滞留阻塞在病灶位置，若载药，随着磁流变液包裹的药物的滞留和聚集，有效增加病灶处的药物浓度；所述靶向沉积磁场装置包括三对相对设置的两个通电方向相同的线圈或所述靶向沉积磁场装置是绝缘球体上布置的多组线圈。

2.根据权利要求1所述的实施定点磁流变液递送的靶向沉积磁场装置，其特征在于，当所述靶向沉积磁场装置包括三对相对设置的两个通电方向相同的线圈时，所述线圈的磁化方向与所述线圈的轴线平行，所述线圈缠绕为圆柱体或者正多面体；当所述靶向沉积磁场装置是绝缘球体上布置的多组线圈时，相邻线圈之间的磁化方向相互垂直，所述绝缘球体的中心位置为磁场靶向递送滞留点，经过所述磁场靶向递送滞留点且与各组线圈的轴线平行构成的区域为磁流变液递送区域。

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