旋转磁场引导下顺磁纳米铁核素靶向治疗的数学模型(英文)

该研究使用MATHCAD软件对旋转磁场引导的顺磁纳米铁核素粒子靶向治疗系统进行理论研究。这个研究是采用一种新的磁性药物--适应于肿瘤治疗的顺磁纳米铁核素(PNINs),当PNINs被注入血管时,旋转磁场有磁性地引导顺磁纳米铁核素粒子通过循环系统,然后被保留在靶位置。文章探讨建立表征铁磁性药物颗粒在引导磁场中所受磁场力数学模型的方法。首先,由电磁场理论导出的磁场力的一般数学表达式;然后,基于引导磁场磁路的对称性给出其磁场力简化数学模型;最后给出静态磁场和旋转磁场条件下的铁磁性药物颗粒所受磁场力的数学模型。这些数学模型的建立为定性和定量分析铁磁性药物颗粒在引导磁场磁路中的靶向治疗的作用机理奠定了基础。研究结果表明,在靶位置有磁性地靶向聚集顺磁纳米铁核素粒子是可行的和非常有希望的;通过旋转磁场磁导向顺磁纳米铁核素(PNINs)的新方法也是可行的。这个研究显示基于旋转磁场的作用下,PNINs粒子作为一种新的和有效的靶向治疗“药物”具有许多应用前景。

引导磁场下顺磁纳米铁核素靶向治疗的理论研究

本文提出一种新型的抗肿瘤药物--顺磁纳米铁核素(PNINs),它具有超顺磁性、放射性活度和较好的磁导向功能的特点,在引导磁场的作用下可有效定位于靶区。根据PNINs的特点与靶向治疗的原理,给出了引导磁场的计算数学模型及计算公式。依据该计算方法进行计算机编程计算,由计算结果绘制出磁场的分布曲线。计算结果表明:在该引导磁场作用下,PNINs能被靶向到靶区,为实现顺磁纳米铁核素靶向治疗肿瘤的临床研究奠定了基础。

顺磁纳米铁核素治疗的放射性剂量率比较研究

目的:探讨放射源顺磁纳米铁核素(PNINs)肿瘤内照射治疗时,源的分布状态对疗效产生的影响。方法:对放射源PNINs在被外磁场靶向在肿瘤区域以均匀状态分布和直接瘤内注射以点源状态分布在肿瘤中心处时,两种不同分布状态的剂量率进行比较研究。结果:采取瘤内注射的方法使得PNINs以点源的形式作用在肿瘤中心的方式其最大作用距离为0.53 cm,其有效杀伤距离还会小于0.53 cm;若肿瘤若肿瘤半径大于0.53 cm则应该考虑采取用外磁场靶向的方法使得PNINs以平均分布于肿瘤整个区域的方式来获得较好的疗效。结论:其比较结果为PNINs的临床运用提供有益的理论参考。

纳米铁核素靶向治疗肝癌的内照射吸收剂量估算

目的:探讨放射性核素内照射治疗肝癌时核素的选取以及如何减少核素辐射对身体的副作用。方法:选取衰变时发射β射线的纳米铁核素,在外加旋转磁场作用下靶向定位到肝组织。结果:从理论上估算纳米铁核素靶向治疗肝癌时,肝组织的平均吸收剂量。结论:纳米铁核素在外加旋转磁场作用下,少量核素即能对肝组织产生较大的辐射,对其它器官并无副作用,能达到治疗肝癌的目的。

纳米铁核素靶向治疗肿瘤的辐射效应研究

目的:综合考察纳米铁核素(59Fe)的照射剂量率和照射时间对杀死肿瘤细胞的影响,为低剂量率的β粒子放射性核素靶向疗法提供指导。方法:采用的三个肿瘤细胞系为:SKBR-3乳腺癌、U-118MG神经胶质瘤和A-431宫颈癌;实验模型为:在每一个样品中取103个肿瘤细胞,用低剂量率的β粒子照射;初始剂量率为:0.1 Gy/h～0.8 Gy/h;持续照射时间为:1天、3天或者7天。结果:分别用0.2 Gy/h～0.3 Gy/h和0.4 Gy/h～0.6 Gy/h的剂量率连续照射肿瘤细胞7天和3天,能够将所有肿瘤细胞样品中的细胞杀死。细胞的总辐射剂量为30 Gy～40 Gy。而用0.8 Gy/h的剂量率照射24小时后,仅SKBR-3细胞被杀死,其它肿瘤细胞系的所有细胞都能自动修复。结论:在低剂量率的β粒子放射性核素靶向疗法中,该实验结果为照射剂量率和照射时间的确定提供了指导。

外磁场引导下顺磁纳米铁核素的靶向治疗的理论模型(英文)

应用电磁场理论确定引导磁场下顺磁纳米铁核素(PNINs)的运动规律及理论模型。该数学模型及计算机模拟结果成功地解释了铁磁性药物颗粒在引导磁场的作用下随磁场的变化关系,且铁磁性药物颗粒在外引导磁场的作用下能够在靶部位定位分布。理论结果与文献中已发表的实验结果相吻合。

纳米铁核素内照射治疗肝癌的吸收剂量估算

目的:探讨纳米铁核素应用于内照射治疗的两种常用方式,以及两种方式下放射性纳米铁在体内的剂量行为。方法:选取衰变时发射β射线的纳米铁核素,分别经动脉注入肝脏和经皮穿刺瘤内直接注射入肝脏。结果:纳米铁核素能对肝组织产生较大的辐射。结论:其肝组织的吸收剂量要根据其采用的治疗方式,使用不同的估算方法。

微血管中纳米铁核素的输运及收集效果分析

本文研究了纳米铁核素在人体微血管中的输运过程及其对应的收集效果.从病灶组织的供血微血管上游注入的纳米铁核素微粒,在外磁场的引导作用下能被定位在病灶组织.考虑到纳米铁核素微粒主要受到磁场力和血流作用力的影响,研究结果表明:在锚定在血管中的球形磁体引导下,纳米铁核素微粒可在靶区富集;另外,在磁场的强度比较高、血流的流速比较低的情况下,其收集效果较好.

微血管中铁磁性药物微粒靶向聚集特性的研究

采用数值方法研究包裹有放射性纳米铁核素微粒的抗肿瘤药物在人体微血管中的输运和靶向聚集特征,分析药物在人体微血管中主要受到的外磁场吸引力和血流拖曳力的作用。研究结果表明,药物能够在病灶附近富集。另外,还分别研究了肿瘤的深度、药物中放射性纳米铁核素的含量、血流速度和血管的直径等对药物收集率的影响。