CN203342198U - 促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置，其特征在于：包括作为磁极的中空的第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯，第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯的一端固定在导磁体上，另一端相对布置，在第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯相对布置的端部之间形成有圆柱形空间，激磁线圈连接电源，由激磁线圈激励第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯在圆柱形空间处产生以x旋转轴为对称的磁场。本实用新型具有如下优点：1、装置成功实现远离磁极位置的磁场深度聚焦；2、本装置产生的深度聚焦磁场可促进磁响应性药物微球/细胞向深部组织靶向聚集；3、无需将磁铁或磁性材料植入病变局部，实现磁靶向的无创伤性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置，用于促进磁响应性药物或细胞靶向分布到深部组织。
背景技术
磁导向治疗(MDT)是现代肿瘤治疗、生物治疗和细胞治疗的一种新兴治疗策略。磁响应性治疗物质和病变局部磁场梯度建立是磁导向治疗的二大基本要素。MDT最早应用于肿瘤的靶向治疗，利用外加磁场使磁响应性化疗药物聚焦在靶部位，以提高靶部位的药物浓度，并减少药物全身性毒副作用。近年来拓展应用于细胞移植领域，通过超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIO)标记细胞使细胞具有磁响应性，在外加磁场引导下实现细胞的靶向聚集。
然而，磁场具有磁衰减的先天性缺陷：空间的磁场离磁极越近，磁感应强度和其梯度越大，远离磁极位置，磁场强度和梯度急速下降。因此，磁场只能吸引磁负荷细胞到磁性物质表面，现行的磁导向治疗主要用于浅表病变治疗。对深在病变，需要将磁铁或磁性材料植入病变局部(如将磁性材料植入肿瘤内部、将磁化支架植入血管腔内等)。但是，心肌、肝脏、脑组织等深在实质性组织器官，不可能植入磁性材料直接建立磁场梯度，也就无法将循环血中磁响应性治疗药物/细胞吸引到深度病变。由此可见，现行的细胞磁导向治疗无法在空间上进行深度聚集磁性细胞，有创性放置磁性材料使其潜在的应用价值受到极大的限制。
因此，克服磁场磁衰减和不能深度聚焦的局限性、设计一种能远离磁极位置发生深度聚焦的特殊的磁场装置具有非常重要的意义。只需在机体表面放置特殊磁场装置，便可对机体深部组织进行磁场聚焦，从而促进磁响应性药物或细胞靶向分布到深部组织，实现无创性深部组织磁导向治疗。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能远离磁极位置发生深度聚焦的磁导向装置，可促进药物/细胞向深部组织靶向聚集。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置，其特征在于：包括作为磁极的中空的第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯，第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯的一端固定在导磁体上，另一端相对布置，在第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯相对布置的端部之间形成有圆柱形空间，激磁线圈连接电源，由激磁线圈激励第一圆柱形铁芯和第二圆柱形铁芯在圆柱形空间处产生以x旋转轴为对称的磁场。
优选地，所述第一圆柱形铁芯和所述第二圆柱形铁芯与所述导磁体之间螺纹连接，从而使得所述第一圆柱形铁芯和所述第二圆柱形铁芯相对布置的端部之间的距离可调。
本实用新型提供的装置与现有技术相比较，具有如下特点和显著优点：1、装置成功实现远离磁极位置的磁场深度聚焦；2、本装置产生的深度聚焦磁场可促进磁响应性药物微球/细胞向深部组织靶向聚集；3、无需将磁铁或磁性材料植入病变局部，实现磁靶向的无创伤性。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置的结构示意图；
图2为两中空圆柱形电极间的空间ABCD处坐标系的建立图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本实用新型提供的一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置由中空的第一圆柱形铁芯1和第二圆柱形铁芯2作为磁极。结合图2，在第一圆柱形铁芯1和第二圆柱形铁芯2顶端之间形成有圆柱形空间ABCD。第一圆柱形铁芯1和第二圆柱形铁芯2的末端处设有螺纹，即与导磁体5之间形成螺纹连接，起到调节圆柱形空间ABCD间的距离h和固定磁极的作用。在第一圆柱形铁芯1和第二圆柱形铁芯2外绕上线圈4，线圈4再接稳恒电源3。当线圈4通有稳恒电流时，在圆柱形空间ABCD处产生以x旋转轴为对称的磁场。由于磁场的边缘效应，在x轴方向，中心o点磁感应强度最大，沿x及其反方向磁场很快衰减。这样，成功实现磁场的深度聚焦，通过调节电流的大小，产生需要的磁场强度和磁感应强度梯度。只要将靶部位和深度磁场保持位置一致，磁场可以透过其他组织和器官将磁响应性药物微球/细胞空间定位于机体深在部位的靶脏器或靶组织。
采用本实用新型提供的装置进行磁标记细胞的体外深度聚集的步骤为：
1、间充质干细胞(MSCs)的制备：
成年大鼠引颈处死后分离出大鼠的股骨。冲洗骨髓细胞吹打成单细胞悬液，用200目的不锈钢网过滤，密度梯度法、贴壁法分离纯化获得MSC。
2、MSC经磁化标记后成为磁响应性细胞：
将Resovist(SPIO的一种，含铁为20mg/mL，德国Schering公司)和非特异性转染剂PLL用无血清的DMEM培养液稀释(含铁50μg/ml，PLL1.5μg/m1)，室温下轻摇混合60min。贴壁培养第3代大鼠SMCs到亚饱和状态，用上述含Resovist-PLL的DMEM培养液全量换液，37℃、5％CO2培养箱中孵育24h。
3、模拟血管系统，磁标记细胞在深度磁场引导下的聚集情况：
内径为4mm的透明石英管竖直插入圆柱形磁极中空处，居中放置。玻璃管上部接恒流泵。用51,662Leybold Tesla meter.测定不同条件下的磁场强度和深度聚焦功能。
PBS溶液清洗、离心收集细胞，将1×106磁标记MSCs用20ml无血清的DMEM悬液，从上至下竖直匀速通过玻璃管，流过磁场后的细胞悬液，用离心管1#收集。随后用DMEM培养液冲洗石英管，冲洗液用离心管2#收集。对离心管1#和2#收集的磁标记细胞液用细胞计数板计数，分别作为被吸附的细胞数量和未被吸附的细胞数量。计算磁场对细胞的捕获率(CE)，并观察磁场强度和平均流速对MSCs深度聚集的影响。
结果：磁标记细胞并未聚集在磁极表面，而是在远离磁极的o点处大量聚集，这说明本实用新型提供的装置能够对磁性颗粒和磁标记细胞进行有效地深度定位聚集。细胞捕获率和磁感应强度呈正比，与平均流速呈反比。在磁感应强度B为640mT，磁感应强度空间梯度为38.4T/m，流速为0.8mm/s条件下，磁场对细胞的空间捕获率高达89.3％。
Claims (2)
1.一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置，其特征在于：包括作为磁极的中空的第一圆柱形铁芯(1)和第二圆柱形铁芯(2)，第一圆柱形铁芯(1)和第二圆柱形铁芯(2)的一端固定在导磁体(5)上，另一端相对布置，在第一圆柱形铁芯(1)和第二圆柱形铁芯(2)相对布置的端部之间形成有圆柱形空间(ABCD)，激磁线圈(4)连接电源(3)，由激磁线圈(4)激励第一圆柱形铁芯(1)和第二圆柱形铁芯(2)在圆柱形空间(ABCD)处产生以x旋转轴为对称的磁场。
2.如权利要求1所述的一种促进药物/细胞向深部组织靶向聚集的无创性磁导向装置，其特征在于：所述第一圆柱形铁芯(1)和所述第二圆柱形铁芯(2)与所述导磁体(5)之间螺纹连接，从而使得所述第一圆柱形铁芯(1)和所述第二圆柱形铁芯(2)相对布置的端部之间的距离(h)可调。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106503423A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-03-15 | 东南大学 | 基于渗透微血管的植入种子磁靶向体外实验装置及方法 |
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| WO2019183936A1 (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 深圳海磁康科技有限责任公司 | 磁性药物靶向聚集方法及磁体结构 |
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