[发明专利]空间定位聚集磁性颗粒的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间定位聚集磁性颗粒装置，特别是对几百纳米及微米级磁性颗粒的空间定位聚集装置。

背景技术

本文中“磁性颗粒”是指尺寸在几百纳米和微米级的磁性颗粒，它包括实质上由磁性物质组成，可以被吸引到磁体上的磁性颗粒；另一方面，磁性颗粒可以是包括磁性物质和如琼脂、琼脂糖、非磁性金属、玻璃等的其它非磁性物质的合成颗粒。该合成颗粒包括由磁性物质形成的磁心和由非磁性物质制成的外壳，或者该合成颗粒包括许多由嵌在非磁性物质内的磁性物质所形成的小颗粒。另外，磁性颗粒还包括能够吞噬磁性物质的微米级细胞。

磁性药物微球的大小在微米数量级，它在肿瘤治疗方面有很多优势，诸如，磁性药物微球在合适磁场的作用下被导向肿瘤组织，这样大大减少了正常组织中的药物浓度，从而减少了对正常组织细胞的损伤；另外，更多的磁性微球制剂从肿瘤组织的血管内皮中渗出，使药物在细胞或亚细胞水平发挥药理作用成为可能。但要充分发挥优势，必须研制出能将磁性微球合理聚集并符合临床应用的装置。从磁性微球的受力来考虑，磁性微球在血管中随血液流动，若想让其停下来，必须克服血液对它的粘滞阻力。磁性微球流过本发明装置产生的磁场空间，会受到磁场力，磁场力用来平衡粘滞阻力，使磁性微球运动减速直至停下来。磁性微球在磁场中受到的磁场吸引力f=μ0M·▿HV,]]>从此式可知，f的大小与微粒体积、磁场强度及其梯度成正比例。磁场强度并不是越大越好，Ovadia H等的研究表明当磁感应强度大于0.4T时，磁颗粒已经被饱和磁化，磁感应强度再增加，磁场力f也不会增加，太强的磁场反而对生物体有其他副作用。但磁场力f的大小与磁感应强度的梯度成正比例，磁感应强度梯度越大，磁场力f越大。根据理论计算，氧化铁磁性颗粒在磁感应强度大约在0.5T时，氧化铁磁性颗粒磁化强度会达到饱和。所以，适用于临床或动物实验磁场仪器应满足产生的磁场磁感应强度梯度很大，而磁感应强度大约在0.5T即可。并且，磁场最好能够在空间中心强于磁极处，这样可以透过其他组织和器官将磁性微球空间定位于病理区。

目前认为稳恒磁场是安全的，临床医学用的核磁共振成像的磁场磁感应强度已采取0.6T、1.5T、4.7T。本发明专利磁场磁感应强度最大值为0.75T，所以在安全范围内。虽然采用脉冲磁场可以达到同样强度梯度磁场，但因为大量研究表明脉冲磁场会破坏动物细胞的生理功能。比如，王保义等，通过实验发现，人外周血淋巴细胞核在弱的脉冲场作用下严重受损，出现了多微核，核破裂以及核异常，同时发现细胞的免疫功能受损，耐低渗能力下降。刘长军等采用低强度的瞬态电磁脉冲对生物样品进行辐射，结果表明细胞膜也会发生电穿孔。Carlo Ventura等实验研究脉冲磁场能够调制心肌细胞的基因表达。所以，我们认为采用稳恒磁场的方式更安全可靠。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种空间定位聚集磁性颗粒的装置。能有效安全地将磁性颗粒给予空间定位。

为达到上述目的，本发明的构思是：磁场是由电流或运动电荷产生。对于电磁铁，线圈通有电流时，磁场由磁极散发至气隙中。一般情况下，空间的磁场离磁极越近，磁感应强度和其梯度越大。本发明装置由中空的圆柱形铁芯作为磁极，磁极末端E和F处有螺纹，起到调节两圆柱形铁芯间的距离和固定磁极的作用。磁极外绕上线圈。线圈接稳恒电源。线圈通有稳恒电流时，在圆柱形空间处产生以x轴为对称的磁场。由于磁场的边缘效应，在x轴方向，间距中心点磁感应强度最大，沿x及其反方向磁场很快衰减。如图4所示。这样可以透过其他组织和器官将磁性微球空间定位于病理区。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种空间定位聚集磁性颗粒的装置，包括两个磁极，其特征在于：

1)所述两个磁极以同轴线相对安置；

2)所述两个磁极均有轴向调位机构；

3)所述两个磁极为相同直径的中空的圆柱形磁极。

上述两个磁极外绕上线圈，该线圈连接一个稳恒电源。

上述两个磁极安装在一个形成磁路的导磁体上。

上述两个磁极的轴向调位机构是：构成两个磁极的两个中空的圆柱形磁极末端处均有螺纹，与调节手轮的螺孔旋配。