Jūsu pārlūkprogrammā pašlaik ir atspējots Javascript. Kad JavaScript ir atspējots, dažas šīs vietnes funkcijas nedarbosies.
Reģistrējiet savu konkrēto informāciju un konkrētās interesējošās zāles, un mēs salīdzināsim jūsu sniegto informāciju ar rakstiem mūsu plašajā datubāzē un savlaicīgi nosūtīsim jums PDF kopiju pa e-pastu.
Kontrolējiet magnētiskā dzelzs oksīda nanodaļiņu kustību, lai mērķtiecīgi piegādātu citostatiskos līdzekļus
Autori Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petuhovs A, Mihanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O
Jana Toropova,1 Dmitrijs Koroļovs,1 Marija Istomina,1,2 Gaļina Šulmeistre,1 Aleksejs Petuhovs,1,3 Vladimirs Mišaņins,1 Andrejs Gorškovs,4 Jekaterina Podjačeva,1 Kamils ​​Garejevs,2 Aleksejs Bagrovs,5 Oļegs Demidovs6,71Almazova vārdā nosauktais Krievijas Federācijas Veselības ministrijas Nacionālais medicīnas pētījumu centrs, Sanktpēterburga, 197341, Krievijas Federācija; 2 Sanktpēterburgas Elektrotehniskā universitāte “LETI”, Sanktpēterburga, 197376, Krievijas Federācija; 3 Personalizētās medicīnas centrs, Almazova vārdā nosauktais Valsts medicīnas pētījumu centrs, Krievijas Federācijas Veselības ministrija, Sanktpēterburga, 197341, Krievijas Federācija; 4FSBI “AA Smorodinceva vārdā nosauktais gripas pētniecības institūts”, Krievijas Federācijas Veselības ministrija, Sanktpēterburga, Krievijas Federācija; 5 Sečenova Evolūcijas fizioloģijas un bioķīmijas institūts, Krievijas Zinātņu akadēmija, Sanktpēterburga, Krievijas Federācija; 6 RAS Citoloģijas institūts, Sanktpēterburga, 194064, Krievijas Federācija; 7INSERM U1231, Medicīnas un farmācijas fakultāte, Burgundijas-Franškontē Universitāte Dižonā, Francija Komunikācija: Jana Toropova Almazova Nacionālais medicīnas pētījumu centrs, Krievijas Federācijas Veselības ministrija, Sanktpēterburga, 197341, Krievijas Federācija Tel. +7 981 95264800 4997069 E-pasts [email protected] Pamatinformācija: Daudzsološa pieeja citostatiskās toksicitātes problēmai ir magnētisko nanodaļiņu (MNP) izmantošana mērķtiecīgai zāļu piegādei. Mērķis: Izmantojot aprēķinus, noteikt labākās magnētiskā lauka īpašības, kas kontrolē MNP in vivo, un novērtēt MNP magnetrona piegādes efektivitāti peļu audzējiem in vitro un in vivo. Tiek izmantots (MNP-ICG). In vivo luminescences intensitātes pētījumi tika veikti ar audzēju pelēm ar un bez magnētiskā lauka interesējošajā vietā. Šie pētījumi tika veikti uz hidrodinamiskas karkasa, ko izstrādāja Krievijas Veselības ministrijas Almazova Valsts medicīnas pētījumu centra Eksperimentālās medicīnas institūts. Rezultāts: Neodīma magnētu izmantošana veicināja MNP selektīvu uzkrāšanos. Vienu minūti pēc MNPs-ICG ievadīšanas pelēm ar audzēju MNPs-ICG galvenokārt uzkrājas aknās. Magnētiskā lauka klātbūtnē un neesamības gadījumā tas norāda uz tā metabolisma ceļu. Lai gan magnētiskā lauka klātbūtnē tika novērota fluorescences palielināšanās audzējā, fluorescences intensitāte dzīvnieka aknās laika gaitā nemainījās. Secinājums: Šāda veida MNP apvienojumā ar aprēķināto magnētiskā lauka stiprumu var būt pamats magnētiski kontrolētas citostatisku zāļu piegādes izstrādei audzēja audos. Atslēgvārdi: fluorescences analīze, indocianīns, dzelzs oksīda nanodaļiņas, citostatisku līdzekļu piegāde ar magnetronu, audzēja mērķēšana.
Audzēju slimības ir viens no galvenajiem nāves cēloņiem visā pasaulē. Tajā pašā laikā joprojām pastāv audzēju slimību saslimstības un mirstības pieauguma dinamika.1 Mūsdienās izmantotā ķīmijterapija joprojām ir viena no galvenajām dažādu audzēju ārstēšanas metodēm. Tajā pašā laikā joprojām ir aktuāla citostatiķu sistēmiskās toksicitātes mazināšanas metožu izstrāde. Daudzsološa metode toksicitātes problēmas risināšanai ir nanomēroga nesēju izmantošana mērķtiecīgai zāļu piegādes metodei, kas var nodrošināt zāļu lokālu uzkrāšanos audzēja audos, nepalielinot to uzkrāšanos veselos orgānos un audos. 2 Šī metode ļauj uzlabot ķīmijterapeitisko zāļu efektivitāti un mērķtiecīgu iedarbību uz audzēja audiem, vienlaikus samazinot to sistēmisko toksicitāti.
Starp dažādajām nanodaļiņām, kas tiek apsvērtas citostatisku līdzekļu mērķtiecīgai piegādei, magnētiskās nanodaļiņas (MNP) ir īpaši interesantas to unikālo ķīmisko, bioloģisko un magnētisko īpašību dēļ, kas nodrošina to daudzpusību. Tāpēc magnētiskās nanodaļiņas var izmantot kā sildīšanas sistēmu audzēju ārstēšanai ar hipertermiju (magnētisko hipertermiju). Tās var izmantot arī kā diagnostikas līdzekļus (magnētiskās rezonanses diagnostika). 3-5 Izmantojot šīs īpašības apvienojumā ar MNP uzkrāšanās iespēju noteiktā vietā, izmantojot ārēju magnētisko lauku, mērķtiecīgu farmaceitisko preparātu piegāde paver iespēju izveidot daudzfunkcionālu magnetrona sistēmu, lai mērķtiecīgi ievadītu citostatiskos līdzekļus audzēja vietā (Prospects). Šāda sistēma ietvertu MNP un magnētiskos laukus, lai kontrolētu to kustību organismā. Šajā gadījumā kā magnētiskā lauka avotu var izmantot gan ārējos magnētiskos laukus, gan magnētiskos implantus, kas ievietoti ķermeņa zonā, kurā atrodas audzējs. 6 Pirmajai metodei ir nopietni trūkumi, tostarp nepieciešamība izmantot specializētu aprīkojumu zāļu magnētiskai mērķēšanai un nepieciešamība apmācīt personālu operāciju veikšanai. Turklāt šo metodi ierobežo augstās izmaksas, un tā ir piemērota tikai "virspusējiem" audzējiem, kas atrodas tuvu ķermeņa virsmai. Alternatīva magnētisko implantu izmantošanas metode paplašina šīs tehnoloģijas pielietojuma jomu, atvieglojot tās izmantošanu audzēju ārstēšanā dažādās ķermeņa daļās. Gan atsevišķus magnētus, gan magnētus, kas integrēti intraluminālajā stentā, var izmantot kā implantus audzēju bojājumu gadījumā dobos orgānos, lai nodrošinātu to caurlaidību. Tomēr saskaņā ar mūsu pašu nepublicētajiem pētījumiem tie nav pietiekami magnētiski, lai nodrošinātu MNP aizturi asinsritē.
Magnetrona zāļu piegādes efektivitāte ir atkarīga no daudziem faktoriem: paša magnētiskā nesēja īpašībām un magnētiskā lauka avota īpašībām (tostarp pastāvīgo magnētu ģeometriskajiem parametriem un to radītā magnētiskā lauka stiprumu). Veiksmīgas magnētiski vadāmas šūnu inhibitoru piegādes tehnoloģijas izstrādei jāietver atbilstošu magnētisku nanoskalas zāļu nesēju izstrāde, to drošības novērtēšana un vizualizācijas protokola izstrāde, kas ļauj izsekot to kustībām organismā.
Šajā pētījumā mēs matemātiski aprēķinājām optimālās magnētiskā lauka īpašības, lai kontrolētu magnētisko nanomēroga zāļu nesēju organismā. Izolētos žurku asinsvados tika pētīta arī iespēja saglabāt MNP caur asinsvadu sieniņu pielietota magnētiskā lauka ietekmē ar šīm skaitļošanas īpašībām. Turklāt mēs sintezējām MNP un fluorescējošu vielu konjugātus un izstrādājām protokolu to vizualizācijai in vivo. In vivo apstākļos audzēja modeļa pelēm tika pētīta MNP uzkrāšanās efektivitāte audzēja audos, ja tos sistēmiski ievada magnētiskā lauka ietekmē.
In vitro pētījumā mēs izmantojām references MNP, bet in vivo pētījumā mēs izmantojām MNP, kas pārklāts ar pienskābes poliesteri (polipienskābi, PLA), kas satur fluorescējošu vielu (indolecianīnu; ICG). MNP-ICG ir iekļauts lietošanas gadījumā (MNP-PLA-EDA-ICG).
MNP sintēze un fizikālās un ķīmiskās īpašības ir sīki aprakstītas citur.7,8
Lai sintezētu MNP-ICG, vispirms tika iegūti PLA-ICG konjugāti. Tika izmantots PLA-D un PLA-L pulverveida racēmisks maisījums ar molekulmasu 60 kDa.
Tā kā gan PLA, gan ICG ir skābes, lai sintezētu PLA-ICG konjugātus, vispirms ir jāsintezē aminogrupu saturoša starplika uz PLA, kas palīdz ICG ķīmiski adsorbēties uz starplikas. Starplika tika sintezēta, izmantojot etilēndiamīna (EDA) karbodiimīda metodi un ūdenī šķīstošu karbodiimīdu, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)karbodiimīdu (EDAC). PLA-EDA starplika tiek sintezēta šādi. 2 ml 0,1 g/ml PLA hloroforma šķīduma pievieno 20 reizes lielāku EDA un 20 reizes lielāku EDAC molāro pārpalikumu. Sintēze tika veikta 15 ml polipropilēna mēģenē kratītājā ar ātrumu 300 min-1 2 stundas. Sintēzes shēma ir parādīta 1. attēlā. Atkārtojiet sintēzi ar 200 reizes lielāku reaģentu pārpalikumu, lai optimizētu sintēzes shēmu.
Sintēzes beigās šķīdumu 5 minūtes centrifugēja ar ātrumu 3000 min-1, lai atdalītu lieko nogulsnēto polietilēna atvasinājumu daudzumu. Pēc tam 2 ml šķīdumam pievienoja 2 ml 0,5 mg/ml ICG šķīduma dimetilsulfoksīdā (DMSO). Maisītāju 2 stundas fiksēja ar maisīšanas ātrumu 300 min-1. Iegūtā konjugāta shematiska diagramma parādīta 2. attēlā.
200 mg MNP pievienojām 4 ml PLA-EDA-ICG konjugāta. Suspensiju maisīja LS-220 kratītājā (LOIP, Krievija) 30 minūtes ar frekvenci 300 min-1. Pēc tam to trīs reizes mazgāja ar izopropanolu un pakļāva magnētiskajai atdalīšanai. IPA pievienošanai suspensijai uz 5-10 minūtēm nepārtrauktas ultraskaņas iedarbībā izmantoja UZD-2 ultraskaņas disperģētāju (FSUE NII TVCH, Krievija). Pēc trešās IPA mazgāšanas nogulsnes mazgāja ar destilētu ūdeni un atkārtoti suspendēja fizioloģiskajā šķīdumā ar koncentrāciju 2 mg/ml.
Iegūto MNP izmēru sadalījuma pētīšanai ūdens šķīdumā tika izmantota ZetaSizer Ultra iekārta (Malvern Instruments, Apvienotā Karaliste). MNP formas un izmēra pētīšanai tika izmantots transmisijas elektronmikroskops (TEM) ar JEM-1400 STEM lauka emisijas katodu (JEOL, Japāna).
Šajā pētījumā mēs izmantojam cilindriskus pastāvīgos magnētus (N35 klase; ar niķeļa aizsargpārklājumu) un šādus standarta izmērus (garās ass garums × cilindra diametrs): 0,5 × 2 mm, 2 × 2 mm, 3 × 2 mm un 5 × 2 mm.
MNP transporta in vitro pētījums modeļa sistēmā tika veikts uz hidrodinamiskas karkasa, ko izstrādāja Krievijas Veselības ministrijas Almazova Valsts medicīnas pētījumu centra Eksperimentālās medicīnas institūts. Cirkulējošā šķidruma (destilēta ūdens vai Krebsa-Henseleita šķīduma) tilpums ir 225 ml. Kā pastāvīgie magnēti tiek izmantoti aksiāli magnetizēti cilindriski magnēti. Novietojiet magnētu turētājā 1,5 mm attālumā no centrālās stikla caurules iekšējās sienas ar galu vērstu caurules virzienā (vertikāli). Šķidruma plūsmas ātrums slēgtajā cilpā ir 60 l/h (atbilst lineārajam ātrumam 0,225 m/s). Krebsa-Henseleita šķīdums tiek izmantots kā cirkulējošs šķidrums, jo tas ir plazmas analogs. Plazmas dinamiskās viskozitātes koeficients ir 1,1–1,3 mPa∙s. 9 Magnētiskajā laukā adsorbētā MNP daudzums tiek noteikts ar spektrofotometriju no dzelzs koncentrācijas cirkulējošajā šķidrumā pēc eksperimenta.
Turklāt ir veikti eksperimentāli pētījumi ar uzlabotu šķidrumu mehānikas tabulu, lai noteiktu asinsvadu relatīvo caurlaidību. Hidrodinamiskā balsta galvenās sastāvdaļas ir parādītas 3. attēlā. Hidrodinamiskā stenta galvenās sastāvdaļas ir slēgta cilpa, kas simulē modeļa asinsvadu sistēmas šķērsgriezumu, un uzglabāšanas tvertne. Modeļa šķidruma kustību pa asinsvadu moduļa kontūru nodrošina peristaltiskais sūknis. Eksperimenta laikā uztur iztvaikošanu un nepieciešamo temperatūras diapazonu, kā arī uzrauga sistēmas parametrus (temperatūru, spiedienu, šķidruma plūsmas ātrumu un pH vērtību).
3. attēls. Karotīdo artērijas sienas caurlaidības pētīšanai izmantotās iekārtas blokshēma. 1. uzglabāšanas tvertne, 2. peristaltiskais sūknis, 3. mehānisms MNP saturošas suspensijas ievadīšanai cilpā, 4. plūsmas mērītājs, 5. spiediena sensors cilpā, 6. siltummainis, 7. kamera ar tvertni, 8. magnētiskā lauka avots, 9. balons ar ogļūdeņražiem.
Kamera, kurā atrodas konteiners, sastāv no trim konteineriem: ārējā lielā konteinera un diviem maziem konteineriem, caur kuriem iziet centrālās ķēdes atzari. Kanula tiek ievietota mazajā konteinerā, konteiners ir uzsiets uz mazā konteinera, un kanulas gals ir cieši sasiets ar plānu stiepli. Telpa starp lielo konteineru un mazo konteineru ir piepildīta ar destilētu ūdeni, un temperatūra saglabājas nemainīga, pateicoties savienojumam ar siltummaini. Telpa mazajā konteinerā ir piepildīta ar Krebsa-Henseleita šķīdumu, lai uzturētu asinsvadu šūnu dzīvotspēju. Tvertne ir piepildīta arī ar Krebsa-Henseleita šķīdumu. Gāzes (ogles) padeves sistēma tiek izmantota, lai iztvaicētu šķīdumu mazajā konteinerā uzglabāšanas tvertnē un kamerā, kurā atrodas konteiners (4. attēls).
4. attēls. Kamera, kurā ievietots trauks. 1. — kanula asinsvadu nolaišanai, 2. — ārējā kamera, 3. — mazā kamera. Bultiņa norāda modeļa šķidruma virzienu.
Lai noteiktu asinsvada sienas relatīvo caurlaidības indeksu, tika izmantota žurkas miega artērija.
MNP suspensijas (0,5 ml) ievadīšanai sistēmā ir šādas īpašības: tvertnes un savienojošās caurules kopējais iekšējais tilpums cilpā ir 20 ml, un katras kameras iekšējais tilpums ir 120 ml. Ārējais magnētiskā lauka avots ir pastāvīgais magnēts ar standarta izmēru 2 × 3 mm. Tas ir uzstādīts virs vienas no mazajām kamerām, 1 cm attālumā no konteinera, ar vienu galu vērstu pret konteinera sienu. Temperatūra tiek uzturēta 37 °C. Veltņa sūkņa jauda ir iestatīta uz 50%, kas atbilst ātrumam 17 cm/s. Kontrolei paraugi tika ņemti šūnā bez pastāvīgajiem magnētiem.
Vienu stundu pēc noteiktas MNP koncentrācijas ievadīšanas no kameras tika paņemts šķidrs paraugs. Daļiņu koncentrācija tika mērīta ar spektrofotometru, izmantojot Unico 2802S UV-Vis spektrofotometru (United Products & Instruments, ASV). Ņemot vērā MNP suspensijas absorbcijas spektru, mērījums tika veikts pie 450 nm.
Saskaņā ar Rus-LASA-FELASA vadlīnijām visi dzīvnieki tiek audzēti un nezāļoti īpašās patogēnu nesaturošās telpās. Šis pētījums atbilst visiem attiecīgajiem ētikas noteikumiem par dzīvnieku eksperimentiem un pētījumiem un ir saņēmis ētikas apstiprinājumu no Almazova Nacionālā medicīnas pētījumu centra (IACUC). Dzīvnieki dzēra ūdeni ad libitum un regulāri barojās.
Pētījums tika veikts ar 10 anestēzētām 12 nedēļas vecām tēviņu imūndeficīta NSG pelēm (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Džeksona laboratorija, ASV), kuru svars bija 22 g ± 10%. Tā kā imūndeficīta peļu imunitāte ir nomākta, šīs līnijas imūndeficīta pelēm var transplantēt cilvēka šūnas un audus bez transplantāta atgrūšanas. Metiena biedri no dažādiem būriem tika nejauši iedalīti eksperimentālajā grupā, un tie tika jaukti vai sistemātiski pakļauti citu grupu pakaišiem, lai nodrošinātu vienlīdzīgu saskari ar kopējo mikrobiotu.
Ksenotransplantāta modeļa izveidei tiek izmantota cilvēka vēža šūnu līnija HeLa. Šūnas tika kultivētas DMEM vidē, kas satur glutamīnu (PanEco, Krievija), papildinātu ar 10% fetāla liellopa serumu (Hyclone, ASV), 100 CFU/ml penicilīna un 100 μg/ml streptomicīna. Šūnu līniju laipni nodrošināja Krievijas Zinātņu akadēmijas Šūnu pētniecības institūta Gēnu ekspresijas regulēšanas laboratorija. Pirms injekcijas HeLa šūnas tika izņemtas no kultūras plastmasas ar 1:1 tripsīna:Versēna šķīdumu (Biolot, Krievija). Pēc mazgāšanas šūnas tika suspendētas pilnā vidē līdz koncentrācijai 5×106 šūnas uz 200 μl un atšķaidītas ar bazālās membrānas matricu (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, uz ledus). Sagatavoto šūnu suspensiju injicēja subkutāni peles augšstilba ādā. Izmantojiet elektroniskos suportus, lai uzraudzītu audzēja augšanu ik pēc 3 dienām.
Kad audzējs sasniedza 500 mm3, eksperimentālā dzīvnieka muskuļu audos audzēja tuvumā tika implantēts pastāvīgais magnēts. Eksperimentālajā grupā (MNP-ICG + audzējs-M) tika injicēts 0,1 ml MNP suspensijas un pakļauts magnētiskajam laukam. Kā kontroles grupa (fons) tika izmantoti neapstrādāti veseli dzīvnieki. Turklāt tika izmantoti dzīvnieki, kuriem injicēja 0,1 ml MNP, bet nebija implantēti magnēti (MNP-ICG + audzējs-BM).
In vivo un in vitro paraugu fluorescences vizualizācija tika veikta ar IVIS Lumina LT sērijas III bioattēla attēlveidotāju (PerkinElmer Inc., ASV). In vitro vizualizācijai plāksnes iedobēs tika pievienots 1 ml sintētiskā PLA-EDA-ICG un MNP-PLA-EDA-ICG konjugāta. Ņemot vērā ICG krāsvielas fluorescences raksturlielumus, tika izvēlēts labākais filtrs, ko izmanto parauga gaismas intensitātes noteikšanai: maksimālais ierosmes viļņa garums ir 745 nm, un emisijas viļņa garums ir 815 nm. Konjugātu saturošo iedobju fluorescences intensitātes kvantitatīvai mērīšanai tika izmantota Living Image 4.5.5 programmatūra (PerkinElmer Inc.).
MNP-PLA-EDA-ICG konjugāta fluorescences intensitāte un uzkrāšanās tika mērīta in vivo audzēja modeļa pelēm, bez magnētiskā lauka klātbūtnes un pielietošanas interesējošajā vietā. Pelēm tika veikta anestēzija ar izoflurānu, un pēc tam caur astes vēnu tika injicēts 0,1 ml MNP-PLA-EDA-ICG konjugāta. Neapstrādātas peles tika izmantotas kā negatīva kontrole, lai iegūtu fluorescences fonu. Pēc konjugāta intravenozas ievadīšanas dzīvnieku novietoja uz sildīšanas platformas (37°C) IVIS Lumina LT sērijas III fluorescences attēlveidotāja (PerkinElmer Inc.) kamerā, vienlaikus uzturot inhalāciju ar 2% izoflurāna anestēziju. Signāla noteikšanai 1 minūti un 15 minūtes pēc MNP ievadīšanas izmantoja ICG iebūvēto filtru (745–815 nm).
Lai novērtētu konjugāta uzkrāšanos audzējā, dzīvnieka vēderplēves zona tika pārklāta ar papīru, kas ļāva novērst spilgto fluorescenci, kas saistīta ar daļiņu uzkrāšanos aknās. Pēc MNP-PLA-EDA-ICG bioloģiskās izplatības izpētes dzīvnieki tika humāni eitanizēti, pārdozējot izoflurāna anestēziju, lai pēc tam atdalītu audzēja zonas un kvantitatīvi novērtētu fluorescences starojumu. Signāla analīzei no izvēlētā interesējošā reģiona tika izmantota Living Image 4.5.5 programmatūra (PerkinElmer Inc.). Katram dzīvniekam tika veikti trīs mērījumi (n = 9).
Šajā pētījumā mēs kvantitatīvi nenovērtējām ICG veiksmīgu ielādi MNP-ICG. Turklāt mēs nesalīdzinājām nanodaļiņu aiztures efektivitāti dažādu formu pastāvīgo magnētu ietekmē. Turklāt mēs neizvērtējām magnētiskā lauka ilgtermiņa ietekmi uz nanodaļiņu aizturi audzēja audos.
Dominē nanodaļiņas ar vidējo izmēru 195,4 nm. Turklāt suspensija saturēja aglomerātus ar vidējo izmēru 1176,0 nm (5.A attēls). Pēc tam daļa tika filtrēta caur centrbēdzes filtru. Daļiņu zeta potenciāls ir -15,69 mV (5.B attēls).
5. attēls. Suspensijas fizikālās īpašības: (A) daļiņu izmēru sadalījums; (B) daļiņu sadalījums zeta potenciālā; (C) nanodaļiņu TEM fotogrāfija.
Daļiņu izmērs pamatā ir 200 nm (5.C attēls), kas sastāv no viena MNP ar izmēru 20 nm un PLA-EDA-ICG konjugēta organiskā apvalka ar zemāku elektronu blīvumu. Aglomerātu veidošanos ūdens šķīdumos var izskaidrot ar atsevišķu nanodaļiņu elektromotoriskā spēka relatīvi zemo moduli.
Pastāvīgajiem magnētiem, kad magnetizācija ir koncentrēta tilpumā V, integrālā izteiksme tiek sadalīta divos integrāļos, proti, tilpumā un virsmā:
Parauga ar nemainīgu magnetizāciju gadījumā strāvas blīvums ir nulle. Tad magnētiskās indukcijas vektora izteiksme būs šāda:
Skaitliskiem aprēķiniem izmantojiet MATLAB programmu (MathWorks, Inc., ASV), ETU “LETI” akadēmiskās licences numurs 40502181.
Kā parādīts 7. attēlā, 8. attēlā, 9. attēlā un 10. attēlā, spēcīgāko magnētisko lauku rada magnēts, kas ir orientēts aksiāli no cilindra gala. Efektīvais darbības rādiuss ir līdzvērtīgs magnēta ģeometrijai. Cilindriskos magnētos, kuru cilindra garums ir lielāks par tā diametru, spēcīgākais magnētiskais lauks tiek novērots aksiāli radiālajā virzienā (atbilstošajai komponentei); tāpēc cilindru pāris ar lielāku malu attiecību (diametrs un garums) MNP adsorbcija ir visefektīvākā.
7. att. Magnētiskās indukcijas intensitātes Bz komponente gar magnēta Oz asi; magnēta standarta izmērs: melna līnija 0,5 × 2 mm, zila līnija 2 × 2 mm, zaļa līnija 3 × 2 mm, sarkana līnija 5 × 2 mm.
8. attēls. Magnētiskās indukcijas komponente Br ir perpendikulāra magnēta asij Oz; magnēta standarta izmērs: melna līnija 0,5 × 2 mm, zila līnija 2 × 2 mm, zaļa līnija 3 × 2 mm, sarkana līnija 5 × 2 mm.
9. attēls. Magnētiskās indukcijas intensitātes Bz komponente attālumā r no magnēta gala ass (z=0); magnēta standarta izmērs: melna līnija 0,5 × 2 mm, zila līnija 2 × 2 mm, zaļa līnija 3 × 2 mm, sarkana līnija 5 × 2 mm.
10. attēls. Magnētiskās indukcijas komponente radiālajā virzienā; standarta magnēta izmērs: melna līnija 0,5 × 2 mm, zila līnija 2 × 2 mm, zaļa līnija 3 × 2 mm, sarkana līnija 5 × 2 mm.
Lai pētītu MNP piegādes metodi audzēja audos, koncentrētu nanodaļiņas mērķa zonā un noteiktu nanodaļiņu uzvedību hidrodinamiskos apstākļos asinsrites sistēmā, var izmantot īpašus hidrodinamiskos modeļus. Kā ārējos magnētiskos laukus var izmantot pastāvīgos magnētus. Ja ignorējam magnetostatisko mijiedarbību starp nanodaļiņām un neņemam vērā magnētiskā šķidruma modeli, pietiek novērtēt mijiedarbību starp magnētu un vienu nanodaļiņu ar dipola-dipola aproksimāciju.
Kur m ir magnēta magnētiskais moments, r ir punkta, kurā atrodas nanodaļiņa, rādiusa vektors un k ir sistēmas faktors. Dipola aproksimācijā magnēta laukam ir līdzīga konfigurācija (11. attēls).
Homogēnā magnētiskajā laukā nanodaļiņas rotē tikai pa spēka līnijām. Nehomogēnā magnētiskajā laukā uz tām iedarbojas spēks:
Kur ir dotā virziena l atvasinājums. Turklāt spēks ievelk nanodaļiņas lauka nevienmērīgākajās zonās, tas ir, spēka līniju izliekums un blīvums palielinās.
Tāpēc ir vēlams izmantot pietiekami spēcīgu magnētu (vai magnētu ķēdi) ar acīmredzamu aksiālo anizotropiju apgabalā, kur atrodas daļiņas.
1. tabulā parādīta viena magnēta kā pietiekama magnētiskā lauka avota spēja uztvert un noturēt MNP pielietojuma lauka asinsvadu gultnē.