Спосіб локалізації феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах

Реферат: Спосіб локалізації феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах включає переміщення розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами в кровоносних судинах та локалізацію їх за допомогою постійного магнітного поля, при цьому локалізацію феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах здійснюють за допомогою змінного швидко осцилюючого магнітного поля, а рух розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами по кровоносних судинах в магнітному полі визначають за виразом: .. .     d m r   r  V0   M0  h z x, y, z   cost ,   dr   .  де m - маса мікрочастки, - дисипативний множник, r - перша похідна за часом від просторової ..   координати, r - друга похідна за часом від просторової координати, V0 - швидкість потоку d  h z x, y, z  - функція координат, М0 - магнітний момент мікрочастинки фіксований dr вздовж осі Oz за рахунок підмагнічування,  - частота магнітного поля. Технічний результат: забезпечує утримання феромагнітних частинок без безпосереднього контакту магнітної системи з поверхнею організму та носіїв зі стінками судин, що є менш інвазивним і не спричиняє тиску на стінки судин та унеможливлює їх руйнацію в процесі доставки ліків. рідини, UA 81022 U (54) СПОСІБ ЛОКАЛІЗАЦІЇ ФЕРОМАГНІТНИХ МІКРОРОЗМІРНИХ ІМПЛАНТАТІВ В КРОВОНОСНИХ СУДИНАХ UA 81022 U UA 81022 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до медицини, а саме до магнітних систем, які використовуються для утримання лікарських речовин у визначеній області, доставлених по кровоносних судинах організму людини. Відомий спосіб для захоплення та утримання феромагнітних мікрочастинок та імплантатів в кровоносній судині живого організму за допомогою вживляння в стінки судини допоміжного феромагнітного спірального стенту [1,2]. Недоліком зазначеного аналогу є той факт, що даний спосіб захоплення та утримання феромагнітних носіїв та імплантатів в кровоносній судині є досить складним у використанні через неможливість створення потенціальної ями на заданій відстані від стінок судини для того, щоб уникнути їхнього пошкодження. Найбільш близьким аналогом є модель, яка базується на рідинній, гравітаційній та магнітній силах для сидементації феромагнітних мікрочастинок за допомогою магнітної пастки [3]. Зазначений спосіб вибраний як прототип. До недоліків даного способу слід віднести те, що при локалізації магнітні мікрочастки осаджуються на стінках судини по напрямку до полюсів магніту, а також використання постійного магнітного поля не дає можливості досягнути умови, при якій було б можливим локалізувати феро- та парамагнітні мікрочастки в просторі, без контакту зі стінками судини. До причин, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату при використанні відомого способу належить те, що в постійному магнітному полі не можливо створити умови для захоплення парамагнітного чи феромагнітного мікророзмірного імплантату, а використання допоміжного стенту ускладнює його точне позиціонування. Одним із методів доставки ліків та імплантатів до уражених ділянок організму є використання кровоносної системи людини в поєднанні з магнітною пасткою: системою, яка здатна захоплювати та утримувати магнітні мікрочастки. При цьому кровоносна система забезпечує транспортування ліків та імплантатів, а магнітна пастка забезпечує їх локалізацію в потрібній точці організму. Але транспортування до визначеного місця та утримання в ньому носіїв таких препаратів пов'язане з принциповими труднощами, які викликані мініатюрними розмірами кровоносних судин та наявністю постійного потоку крові. У зв'язку з цим задачею даною корисної моделі є підвищення точності та ефективності локалізації феромагнітного мікророзмірного імплантату при цільовій доставці ліків магнітними носіями. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення та підвищення ефективності способу захоплення та утримання в цільовій області феромагнітних мікророзмірних імплантатів, за рахунок швидко осцилюючого магнітного поля, що надасть можливість локалізувати феромагнітну мікрочастку в кровоносній системі не торкаючись стінок кровоносних судин. Поставлена задача вирішується шляхом переміщення розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами в кровоносних судинах та локалізацію їх за допомогою постійного магнітного поля, при цьому локалізацію феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах здійснюють за допомогою змінного швидко осцилюючого магнітногополя, а рух розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами по кровоносних судинах в магнітному полі визначають за виразом: .. .     d m r   r  V0   M0  h z x, y, z   cost ,   dr   .  де m - маса мікрочастки,  - дисипативний множник, r - перша похідна за часом від ..   просторової координати, r - друга похідна за часом від просторової координати, V0 - швидкість d  h z x, y, z  - функція координат, M0 - магнітний момент мікрочастинки dr фіксований вздовж осі Oz за рахунок підмагнічування,  - частота магнітного поля. Саме поєднання наведених відомих ознак і сукупність суттєвих ознак способу, що заявляється, забезпечує створення за допомогою швидко осцилюючого магнітного поля локального мінімуму потенціальної енергії або так званої потенціальної ями, яка слугує магнітною пасткою для феромагнітних мікрочастинок, що істотно збільшує ефективність та точність захоплення з подальшим утриманням феромагнітних мікророзмірних імплантатів в цільовій області кровоносної системи. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображена: Структурна схема захоплення феромагнітного мікророзмірного імплантату в кровоносній судині. Електромагніти (креслення) створюють в зазорі між полюсами градієнт магнітного поля, а в зазорі розміщується трубка, яка імітує кровоносну судину. При пропусканні через трубку розчину потоку рідини, 45 50 55 1 UA 81022 U 5 10 з феромагнітними мікророзмірними імлантатами, останні захоплюються і утримуються в просторовій потенціальній ямі. Для локалізації у просторі мікрочастинки, яка знаходиться під дією магнітного поля, повинна виконуватися умова існування точки, де потенціальна енергія досягає свого локального мінімуму, тобто утворюється потенціальна яма. Оскільки в постійному магнітному полі для феро- та парамагнітних мікрочастинок досягнути такого локального мінімуму в просторі неможливо, в представленому способі пропонується використати змінне магнітне поле. Це надає змогу, створивши ефективний локальний мінімум енергії, вирішити питання локалізації мікрочастинки за допомогою змінного швидко осцилюючого магнітного поля. В основу корисної моделі було поставлене рівняння руху мікрочастки в магнітному полі наступного вигляду: .. .     d m r   r  V0   M0  h z x, y, z   cost ,   dr   .  де m - маса мікрочастки,  - дисипативний множник, r - перша похідна за часом від ..   просторової координати, r - друга похідна за часом від просторової координати, V0 - швидкість d  h z x, y, z  - функція координат, М0 - магнітний момент мікрочастинки dr фіксований вздовж осі Oz за рахунок підмагнічування,  - частота магнітного поля. Прикладення зовнішнього магнітного поля на мікрочастку, приводить до локалізації точки її знаходження, при цьому мікрочастинка здійснює осцилюючі коливання в невеликому діапазоні координат. Діапазон радіуса сферичної мікрочастинки, для можливості її локалізації, становить -2 -2 від 3·10 см до 6·10 см (612 % від діаметр вени при цьому локалізація мікрочастинки можлива в межах 0 2 Гc при радіусі мікрочастинки 6·10 см. Технічна перевага способу, що заявляється, на відміну від прототипу полягає в тому, що змінне швидко осцилююче магнітне поле надає можливість втримувати феромагнітні частки без безпосереднього контакту магнітної системи з поверхнею організму та носіїв зі стінками судин, що є менш інвазивним і не спричиняє тиску на стінки судин та унеможливлює її руйнацію в процесі доставки ліків. Джерела інформації: 1. P.J. Cregg, Kieran Murphy, Adil Mardinoglu [et al.]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials.-2010. - Vol. 322. - P. 2087-2094; 2. Misael O. Aviles, Jan O. Mangual, Armin D. Ebner [et al.]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials.-2008. - Vol. 361. - P. 202-208. 3. Martin Brandl, Michael Mayer, Jens Hartmann [et al.]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials.-2010. - Vol. 322. - P. 2454-2464. потоку рідини, 15 20 25 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб локалізації феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах, що включає переміщення розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами в кровоносних судинах та локалізацію їх за допомогою постійного магнітного поля, який відрізняється тим, що локалізацію феромагнітних мікророзмірних імплантатів в кровоносних судинах здійснюють за допомогою змінного швидко осцилюючого магнітного поля, а рух розчину з феромагнітними мікророзмірними імплантатами по кровоносних судинах в магнітному полі визначають за виразом: .. .     d m r   r  V0   M0  h z x, y, z   cost ,   dr   .  де m - маса мікрочастки, - дисипативний множник, r - перша похідна за часом від просторової ..   координати, r - друга похідна за часом від просторової координати, V0 - швидкість потоку d  h z x, y, z  - функція координат, М0 - магнітний момент мікрочастинки, фіксований dr вздовж осі Oz за рахунок підмагнічування,  - частота магнітного поля. рідини, 2 UA 81022 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3