तुमच्या ब्राउझरमध्ये जावास्क्रिप्ट सध्या अक्षम आहे. जावास्क्रिप्ट अक्षम असताना, या वेबसाइटची काही कार्ये चालणार नाहीत.
तुमचा विशिष्ट तपशील आणि तुम्हाला स्वारस्य असलेल्या विशिष्ट औषधांची नोंदणी करा, आणि आम्ही तुम्ही दिलेल्या माहितीची आमच्या विस्तृत डेटाबेसमधील लेखांशी जुळवणी करून तुम्हाला वेळेवर ईमेलद्वारे PDF प्रत पाठवू.
सायटोस्टॅटिक्सच्या लक्ष्यित वितरणासाठी चुंबकीय आयर्न ऑक्साईड नॅनोपार्टिकल्सच्या हालचालीवर नियंत्रण ठेवा
लेखक टोरोपोवा वाय, कोरोलेव्ह डी, इस्टोमिना एम, शुल्मेस्टर जी, पेटुखोव्ह ए, मिशानिन व्ही, गोर्शकोव्ह ए, पोड्यचेवा ई, गारीव के, बागरोव ए, डेमिडोव्ह ओ
याना तोरोपोवा,1 दिमित्री कोरोलेव,1 मारिया इस्टोमिना,1,2 गलिना शुलमेस्टर,1 अलेक्सी पेटुखोव,1,3 व्लादिमीर मिशानिन,1 आंद्रे गोर्शकोव्ह,4 एकातेरिना पोड्याचेवा,1 कामिल गारेव,2 अलेक्सी बॅग्रोव्ह,5 ओलेग डेमिडोव्ह6,71अल्माझोव्ह राष्ट्रीय वैद्यकीय संशोधन केंद्र, रशियन फेडरेशनच्या आरोग्य मंत्रालयाचे, सेंट पीटर्सबर्ग, 197341, रशियन फेडरेशन; 2 सेंट पीटर्सबर्ग इलेक्ट्रो टेक्निकल युनिव्हर्सिटी “एलईटीआय”, सेंट पीटर्सबर्ग, 197376, रशियन फेडरेशन; 3 वैयक्तिकृत औषध केंद्र, अल्माझोव्ह राज्य वैद्यकीय संशोधन केंद्र, रशियन फेडरेशनच्या आरोग्य मंत्रालयाचे, सेंट पीटर्सबर्ग, 197341, रशियन फेडरेशन; 4एफएसबीआय “ए.ए. स्मोरोडिंटसेव्ह यांच्या नावाचे इन्फ्लूएंझा संशोधन संस्था”, रशियन फेडरेशनच्या आरोग्य मंत्रालयाचे, सेंट पीटर्सबर्ग, रशियन फेडरेशन; ५ सेचेनोव्ह इन्स्टिट्यूट ऑफ इव्होल्युशनरी फिजिओलॉजी अँड बायोकेमिस्ट्री, रशियन ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस, सेंट पीटर्सबर्ग, रशियन फेडरेशन; ६ आरएएस इन्स्टिट्यूट ऑफ सायटोलॉजी, सेंट पीटर्सबर्ग, १९४०६४, रशियन फेडरेशन; ७ आयएनएसईआरएम यू१२३१, फॅकल्टी ऑफ मेडिसिन अँड फार्मसी, बूर्गोन-फ्रान्से कॉम्टे युनिव्हर्सिटी ऑफ डिजॉन, फ्रान्स संपर्क: याना तोरोपोवा अल्माझोव्ह नॅशनल मेडिकल रिसर्च सेंटर, मिनिस्ट्री ऑफ हेल्थ ऑफ द रशियन फेडरेशन, सेंट-पीटर्सबर्ग, १९७३४१, रशियन फेडरेशन दूरध्वनी +७ ९८१ ९५२६४८०० ४९९७०६९ ईमेल [email protected] पार्श्वभूमी: सायटोस्टॅटिक विषारीपणाच्या समस्येवर एक आशादायक उपाय म्हणजे लक्ष्यित औषध वितरणासाठी चुंबकीय नॅनोकणांचा (MNP) वापर करणे. उद्देश: शरीरांतर्गत (in vivo) MNPs नियंत्रित करणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची सर्वोत्तम वैशिष्ट्ये निश्चित करण्यासाठी गणिताचा वापर करणे, आणि शरीराबाहेर (in vitro) व शरीरांतर्गत (in vivo) उंदरांच्या ट्यूमरपर्यंत MNPs च्या मॅग्नेट्रॉन वितरणाच्या कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करणे. (MNPs-ICG) वापरले जाते. ट्यूमर असलेल्या उंदरांमध्ये, संबंधित ठिकाणी चुंबकीय क्षेत्रासह आणि त्याशिवाय, शरीरांतर्गत (इन व्हिव्हो) प्रदीप्ति तीव्रतेचा अभ्यास करण्यात आला. हे अभ्यास रशियन आरोग्य मंत्रालयाच्या अल्माझोव्ह राज्य वैद्यकीय संशोधन केंद्राच्या प्रायोगिक वैद्यक संस्थेने विकसित केलेल्या हायड्रोडायनामिक स्कॅफोल्डवर करण्यात आले. निकाल: निओडिमियम चुंबकांच्या वापरामुळे MNP च्या निवडक संचयनास चालना मिळाली. ट्यूमर असलेल्या उंदरांना MNPs-ICG दिल्यानंतर एका मिनिटात, MNPs-ICG प्रामुख्याने यकृतामध्ये जमा होते. चुंबकीय क्षेत्राच्या अनुपस्थितीत आणि उपस्थितीत, हे त्याच्या चयापचय मार्गाचे सूचक आहे. चुंबकीय क्षेत्राच्या उपस्थितीत ट्यूमरमधील प्रतिदीप्तीमध्ये वाढ दिसून आली असली तरी, प्राण्याच्या यकृतातील प्रतिदीप्तीची तीव्रता वेळेनुसार बदलली नाही. निष्कर्ष: या प्रकारचे MNP, मोजलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या तीव्रतेसह, ट्यूमरच्या ऊतींपर्यंत सायटोस्टॅटिक औषधांच्या चुंबकीय नियंत्रित वितरणाच्या विकासासाठी आधार ठरू शकतात. कीवर्ड्स: प्रतिदीप्ति विश्लेषण, इंडोसायनाइन, आयर्न ऑक्साईड नॅनोपार्टिकल्स, सायटोस्टॅटिक्सचे मॅग्नेट्रॉन वितरण, ट्यूमर लक्ष्यीकरण
जगभरात मृत्यूच्या मुख्य कारणांपैकी एक म्हणजे ट्यूमरचे आजार. त्याच वेळी, ट्यूमरच्या आजारांमुळे होणारे आजारपण आणि मृत्यूदरात वाढ होण्याची गती अजूनही कायम आहे. 1 आज वापरली जाणारी केमोथेरपी अजूनही विविध ट्यूमरवरील मुख्य उपचारांपैकी एक आहे. त्याच वेळी, सायटोस्टॅटिक्सची सिस्टेमिक विषारीता कमी करण्याच्या पद्धतींचा विकास करणे अजूनही महत्त्वाचे आहे. त्याच्या विषारीतेची समस्या सोडवण्यासाठी एक आशादायक पद्धत म्हणजे लक्ष्यित औषध वितरण पद्धतींसाठी नॅनो-स्केल वाहकांचा वापर करणे, ज्यामुळे निरोगी अवयव आणि ऊतींमध्ये औषधांचे प्रमाण न वाढवता, ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये औषधांचे स्थानिक संचयन होऊ शकते. 2 या पद्धतीमुळे केमोथेरपी औषधांची ट्यूमरच्या ऊतींवरील कार्यक्षमता आणि लक्ष्यीकरण सुधारणे शक्य होते, तसेच त्यांची सिस्टेमिक विषारीता कमी होते.
सायटोस्टॅटिक एजंट्सच्या लक्ष्यित वितरणासाठी विचारात घेतलेल्या विविध नॅनोकणांपैकी, चुंबकीय नॅनोकण (MNPs) त्यांच्या अद्वितीय रासायनिक, जैविक आणि चुंबकीय गुणधर्मांमुळे विशेष महत्त्वाचे आहेत, जे त्यांची बहुउपयोगिता सुनिश्चित करतात. त्यामुळे, चुंबकीय नॅनोकणांचा वापर हायपरथर्मिया (चुंबकीय हायपरथर्मिया) द्वारे ट्यूमरवर उपचार करण्यासाठी उष्णता प्रणाली म्हणून केला जाऊ शकतो. त्यांचा वापर निदान एजंट (चुंबकीय अनुनाद निदान) म्हणूनही केला जाऊ शकतो. ३-५ या वैशिष्ट्यांचा वापर करून, आणि बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या वापराद्वारे एका विशिष्ट क्षेत्रात MNP जमा होण्याच्या शक्यतेसह, लक्ष्यित औषधी तयारीच्या वितरणासाठी ट्यूमरच्या ठिकाणी सायटोस्टॅटिक्स लक्ष्यित करण्यासाठी एका बहुकार्यात्मक मॅग्नेट्रॉन प्रणालीच्या निर्मितीची शक्यता निर्माण होते. अशा प्रणालीमध्ये MNP आणि शरीरातील त्यांच्या हालचाली नियंत्रित करण्यासाठी चुंबकीय क्षेत्रांचा समावेश असेल. या प्रकरणात, चुंबकीय क्षेत्राचा स्रोत म्हणून बाह्य चुंबकीय क्षेत्र आणि ट्यूमर असलेल्या शरीराच्या भागात ठेवलेले चुंबकीय इम्प्लांट दोन्ही वापरले जाऊ शकतात. ६ पहिल्या पद्धतीमध्ये गंभीर कमतरता आहेत, ज्यात औषधांच्या चुंबकीय लक्ष्यीकरणासाठी विशेष उपकरणांचा वापर करण्याची गरज आणि शस्त्रक्रिया करण्यासाठी कर्मचाऱ्यांना प्रशिक्षण देण्याची गरज यांचा समावेश आहे. याव्यतिरिक्त, ही पद्धत जास्त खर्चामुळे मर्यादित आहे आणि केवळ शरीराच्या पृष्ठभागाजवळ असलेल्या "वरवरच्या" ट्यूमरसाठीच योग्य आहे. चुंबकीय इम्प्लांट वापरण्याची पर्यायी पद्धत या तंत्रज्ञानाच्या उपयोगाची व्याप्ती वाढवते, ज्यामुळे शरीराच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये असलेल्या ट्यूमरवर त्याचा वापर करणे सोपे होते. पोकळ अवयवांमधील ट्यूमरच्या नुकसानीसाठी, त्यांची मोकळी जागा (पेटन्सी) सुनिश्चित करण्याकरिता, वैयक्तिक चुंबक आणि इंट्राल्युमिनल स्टेंटमध्ये एकत्रित केलेले चुंबक, दोन्ही इम्प्लांट म्हणून वापरले जाऊ शकतात. तथापि, आमच्या स्वतःच्या अप्रकाशित संशोधनानुसार, रक्तप्रवाहातून MNP (मॅग्नेटिक नॅनोपार्टिकल्स) रोखून धरण्याची खात्री करण्यासाठी हे पुरेसे चुंबकीय नाहीत.
मॅग्नेट्रॉन औषध वितरणाची परिणामकारकता अनेक घटकांवर अवलंबून असते: चुंबकीय वाहकाची स्वतःची वैशिष्ट्ये आणि चुंबकीय क्षेत्र स्रोताची वैशिष्ट्ये (ज्यात स्थायी चुंबकांचे भौमितिक मापदंड आणि त्यांच्याद्वारे निर्माण होणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता यांचा समावेश आहे). यशस्वी चुंबकीय मार्गदर्शित पेशी प्रतिबंधक वितरण तंत्रज्ञानाच्या विकासामध्ये योग्य चुंबकीय नॅनोस्केल औषध वाहकांचा विकास करणे, त्यांच्या सुरक्षिततेचे मूल्यांकन करणे आणि शरीरातील त्यांच्या हालचालींचा मागोवा घेण्यास अनुमती देणारा एक व्हिज्युअलायझेशन प्रोटोकॉल विकसित करणे यांचा समावेश असावा.
या अभ्यासात, आम्ही शरीरातील चुंबकीय नॅनो-स्केल औषध वाहकाला नियंत्रित करण्यासाठी इष्टतम चुंबकीय क्षेत्राच्या वैशिष्ट्यांची गणितानुसार गणना केली. या संगणकीय वैशिष्ट्यांसह, लागू केलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली रक्तवाहिनीच्या भिंतीतून MNP टिकवून ठेवण्याच्या शक्यतेचा अभ्यास वेगळ्या केलेल्या उंदरांच्या रक्तवाहिन्यांमध्ये देखील करण्यात आला. याव्यतिरिक्त, आम्ही MNPs आणि प्रतिदीप्त घटकांचे संयुगे संश्लेषित केले आणि शरीरांतर्गत (in vivo) त्यांच्या दृश्यांकनासाठी एक प्रोटोकॉल विकसित केला. शरीरांतर्गत परिस्थितीत, ट्यूमर मॉडेल उंदरांमध्ये, चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली प्रणालीगतपणे (systemically) दिल्यावर ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये MNPs च्या संचय कार्यक्षमतेचा अभ्यास करण्यात आला.
इन विट्रो अभ्यासात, आम्ही संदर्भ MNP वापरला, आणि इन व्हिवो अभ्यासात, आम्ही फ्लोरोसेंट एजंट (इंडोलेसायनाइन; ICG) असलेल्या लॅक्टिक ऍसिड पॉलिस्टर (पॉलीलॅक्टिक ऍसिड, PLA) ने लेपित MNP वापरला. MNP-ICG चा समावेश असलेल्या प्रकरणात, (MNP-PLA-EDA-ICG) चा वापर केला जातो.
एमएनपीचे संश्लेषण आणि भौतिक व रासायनिक गुणधर्म यांचे सविस्तर वर्णन इतरत्र केले आहे. 7,8
MNPs-ICG चे संश्लेषण करण्यासाठी, सर्वप्रथम PLA-ICG संयुगे तयार करण्यात आली. 60 kDa आण्विक वजन असलेल्या PLA-D आणि PLA-L च्या पावडर रेसेमिक मिश्रणाचा वापर करण्यात आला.
पीएलए (PLA) आणि आयसीजी (ICG) दोन्ही आम्ल असल्यामुळे, पीएलए-आयसीजी संयुगे संश्लेषित करण्यासाठी, प्रथम पीएलएवर एक अमिनो-टर्मिनेटेड स्पेसर संश्लेषित करणे आवश्यक आहे, जे आयसीजीला स्पेसरवर रासायनिकरित्या अधिशोषित होण्यास मदत करते. हा स्पेसर एथिलीन डायअमाइन (EDA), कार्बोडायमाइड पद्धत आणि पाण्यात विरघळणारे कार्बोडायमाइड, १-एथिल-३-(३-डायमिथाइलअमिनोप्रोपिल) कार्बोडायमाइड (EDAC) वापरून संश्लेषित करण्यात आला. पीएलए-ईडीए स्पेसर खालीलप्रमाणे संश्लेषित केला जातो. ०.१ ग्रॅम/मिली पीएलए क्लोरोफॉर्म द्रावणाच्या २ मिलीमध्ये ईडीएचा २०-पट मोलर अतिरिक्त साठा आणि ईडीएसीचा २०-पट मोलर अतिरिक्त साठा टाका. हे संश्लेषण एका १५ मिली पॉलीप्रोपिलिन टेस्ट ट्यूबमध्ये शेकरवर ३०० मिनिट-१ या वेगाने २ तासांसाठी करण्यात आले. संश्लेषणाची योजना आकृती १ मध्ये दर्शविली आहे. संश्लेषणाची योजना अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी अभिकर्मकांच्या २००-पट अतिरिक्त साठ्यासह संश्लेषणाची पुनरावृत्ती करा.
संश्लेषणाच्या शेवटी, अतिरिक्त अवक्षेपित पॉलीथिलीन डेरिव्हेटिव्ह काढून टाकण्यासाठी द्रावणाला ५ मिनिटांसाठी ३००० मिनिट-१ च्या वेगाने सेंट्रीफ्यूज केले गेले. त्यानंतर, २ मिली द्रावणामध्ये डायमिथाइल सल्फॉक्साइड (DMSO) मधील ०.५ मिलीग्राम/मिली ICG द्रावणाचे २ मिली टाकण्यात आले. एजिटेटरला २ तासांसाठी ३०० मिनिट-१ च्या ढवळण्याच्या वेगावर स्थिर ठेवण्यात आले. प्राप्त झालेल्या संयुगाची योजनाबद्ध आकृती आकृती २ मध्ये दर्शविली आहे.
२०० मिग्रॅ MNP मध्ये, आम्ही ४ मिली PLA-EDA-ICG संयुग मिसळले. LS-220 शेकर (LOIP, रशिया) वापरून हे द्रावण ३० मिनिटांसाठी ३०० मिनिट-१ या वारंवारतेने ढवळले. त्यानंतर, ते आयसोप्रोपेनॉलने तीन वेळा धुतले आणि चुंबकीय विलगीकरण केले. UZD-2 अल्ट्रासोनिक डिस्पर्सर (FSUE NII TVCH, रशिया) वापरून, सतत अल्ट्रासोनिक क्रियेखाली ५-१० मिनिटांसाठी द्रावणात IPA मिसळले. तिसऱ्यांदा IPA ने धुतल्यानंतर, अवक्षेप डिस्टिल्ड वॉटरने धुतला आणि २ मिग्रॅ/मिली या सांद्रतेवर फिजिओलॉजिकल सलाईनमध्ये पुन्हा निलंबित केला.
जलीय द्रावणातील प्राप्त झालेल्या एमएनपीच्या (MNP) आकार वितरणाचा अभ्यास करण्यासाठी झेटासायझर अल्ट्रा उपकरण (माल्व्हर्न इन्स्ट्रुमेंट्स, यूके) वापरण्यात आले. एमएनपीचा आकार आणि स्वरूप यांचा अभ्यास करण्यासाठी जेईएम-१४०० एसटीएम फील्ड एमिशन कॅथोड (जेईओएल, जपान) असलेल्या ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपचा (टीईएम) वापर करण्यात आला.
या अभ्यासात, आम्ही दंडगोलाकार स्थायी चुंबक (N35 ग्रेड; निकेल संरक्षक लेपन असलेले) आणि खालील मानक आकार (लांब अक्षाची लांबी × दंडगोलाचा व्यास): 0.5×2 मिमी, 2×2 मिमी, 3×2 मिमी आणि 5×2 मिमी वापरतो.
मॉडेल सिस्टीममधील MNP वहनाचा इन विट्रो अभ्यास, रशियन आरोग्य मंत्रालयाच्या अल्माझोव्ह स्टेट मेडिकल रिसर्च सेंटरच्या इन्स्टिट्यूट ऑफ एक्सपेरिमेंटल मेडिसिनने विकसित केलेल्या हायड्रोडायनॅमिक स्कॅफोल्डवर करण्यात आला. फिरणाऱ्या द्रवाचे (ऊर्ध्वपातित पाणी किंवा क्रेब्स-हेन्सेलाइट द्रावण) प्रमाण २२५ मिली आहे. स्थायी चुंबक म्हणून अक्षीय चुंबकीकृत दंडगोलाकार चुंबकांचा वापर केला जातो. चुंबक एका होल्डरवर मध्यवर्ती काचेच्या नळीच्या आतील भिंतीपासून १.५ मिमी अंतरावर ठेवा, त्याचे टोक नळीच्या दिशेने (उभ्या) असेल. बंद लूपमधील द्रव प्रवाहाचा दर ६० लिटर/तास आहे (जो ०.२२५ मीटर/सेकंदच्या रेषीय वेगाशी संबंधित आहे). क्रेब्स-हेन्सेलाइट द्रावण फिरणारा द्रव म्हणून वापरले जाते कारण ते प्लाझ्माचे एक अॅनालॉग आहे. प्लाझ्माचा डायनॅमिक व्हिस्कोसिटी गुणांक १.१–१.३ mPa∙s आहे. प्रयोगानंतर फिरणाऱ्या द्रवातील लोहाच्या सांद्रतेवरून स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रीद्वारे चुंबकीय क्षेत्रात शोषल्या गेलेल्या MNP चे प्रमाण निश्चित केले जाते.
याव्यतिरिक्त, रक्तवाहिन्यांची सापेक्ष पारगम्यता निश्चित करण्यासाठी एका सुधारित द्रव यांत्रिकी सारणीवर प्रायोगिक अभ्यास करण्यात आले आहेत. हायड्रोडायनामिक आधाराचे मुख्य घटक आकृती ३ मध्ये दर्शविले आहेत. हायड्रोडायनामिक स्टेंटचे मुख्य घटक म्हणजे मॉडेल रक्तवहिन्यांच्या प्रणालीच्या आडव्या छेदाचे अनुकरण करणारा एक बंद लूप आणि एक साठवण टाकी. रक्तवाहिनी मॉड्यूलच्या बाह्यरेषेनुसार मॉडेल द्रवाची हालचाल पेरिस्टाल्टिक पंपाद्वारे केली जाते. प्रयोगादरम्यान, बाष्पीभवन आणि आवश्यक तापमान श्रेणी राखली जाते, आणि प्रणालीच्या मापदंडांवर (तापमान, दाब, द्रव प्रवाह दर आणि pH मूल्य) लक्ष ठेवले जाते.
आकृती ३ कॅरोटीड धमनीच्या भिंतीच्या पारगम्यतेचा अभ्यास करण्यासाठी वापरलेल्या सेटअपचा ब्लॉक डायग्राम. १-साठवण टाकी, २-पेरिस्टॅल्टिक पंप, ३-MNP असलेले निलंबन लूपमध्ये टाकण्याची यंत्रणा, ४-प्रवाह मापक, ५-लूपमधील दाब संवेदक, ६-उष्णता विनिमयक, ७-पात्रासह कक्ष, ८-चुंबकीय क्षेत्राचा स्रोत, ९-हायड्रोकार्बन असलेला फुगा.
कंटेनर असलेल्या चेंबरमध्ये तीन कंटेनर असतात: एक बाहेरील मोठा कंटेनर आणि दोन लहान कंटेनर, ज्यामधून मध्यवर्ती सर्किटच्या शाखा जातात. कॅन्युला लहान कंटेनरमध्ये घातला जातो, तो लहान कंटेनरवर बसवला जातो आणि कॅन्युलाचे टोक एका पातळ तारेने घट्ट बांधले जाते. मोठ्या कंटेनर आणि लहान कंटेनरमधील जागा डिस्टिल्ड वॉटरने भरलेली असते आणि हीट एक्सचेंजरच्या जोडणीमुळे तापमान स्थिर राहते. रक्तवाहिन्यांच्या पेशींची कार्यक्षमता टिकवून ठेवण्यासाठी लहान कंटेनरमधील जागा क्रेब्स-हेन्सेलाइट द्रावणाने भरलेली असते. टाकीसुद्धा क्रेब्स-हेन्सेलाइट द्रावणाने भरलेली असते. साठवण टाकीतील आणि कंटेनर असलेल्या चेंबरमधील लहान कंटेनरमधील द्रावणाचे बाष्पीभवन करण्यासाठी वायू (कार्बन) पुरवठा प्रणालीचा वापर केला जातो (आकृती ४).
आकृती ४ ज्या चेंबरमध्ये कंटेनर ठेवला जातो. १- रक्तवाहिन्या खाली उतरवण्यासाठी कॅन्युला, २- बाहेरील चेंबर, ३- लहान चेंबर. बाण मॉडेलमधील द्रवाची दिशा दर्शवतो.
रक्तवाहिनीच्या भिंतीचा सापेक्ष पारगम्यता निर्देशांक निश्चित करण्यासाठी, उंदराच्या कॅरोटीड धमनीचा वापर करण्यात आला.
प्रणालीमध्ये MNP सस्पेंशन (०.५ मिली) टाकण्याची वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत: लूपमधील टाकी आणि जोडणाऱ्या पाईपचे एकूण अंतर्गत आकारमान २० मिली आहे, आणि प्रत्येक चेंबरचे अंतर्गत आकारमान १२० मिली आहे. बाह्य चुंबकीय क्षेत्राचा स्रोत २×३ मिमी या मानक आकाराचा एक स्थायी चुंबक आहे. तो एका लहान चेंबरच्या वर, कंटेनरपासून १ सेमी अंतरावर, एका टोकाने कंटेनरच्या भिंतीकडे तोंड करून बसवलेला आहे. तापमान ३७°C वर ठेवले जाते. रोलर पंपाची शक्ती ५०% वर सेट केली आहे, जी १७ सेमी/सेकंद वेगाशी जुळते. नियंत्रणासाठी, स्थायी चुंबक नसलेल्या सेलमध्ये नमुने घेण्यात आले.
MNP च्या दिलेल्या सांद्रतेचे सेवन केल्यानंतर एका तासाने, चेंबरमधून द्रवाचा नमुना घेण्यात आला. युनिको 2802S UV-Vis स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (युनायटेड प्रॉडक्ट्स अँड इन्स्ट्रुमेंट्स, यूएसए) वापरून स्पेक्ट्रोफोटोमीटरद्वारे कणांची सांद्रता मोजण्यात आली. MNP सस्पेंशनच्या शोषण स्पेक्ट्रमचा विचार करून, हे मापन 450 nm वर करण्यात आले.
Rus-LASA-FELASA मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार, सर्व प्राणी विशिष्ट रोगजनक-मुक्त सुविधांमध्ये वाढवले ​​जातात. हा अभ्यास प्राणी प्रयोग आणि संशोधनासाठीच्या सर्व संबंधित नैतिक नियमांचे पालन करतो आणि त्याला अल्माझोव्ह राष्ट्रीय वैद्यकीय संशोधन केंद्राकडून (IACUC) नैतिक मान्यता मिळाली आहे. प्राण्यांना त्यांच्या इच्छेनुसार पाणी पिण्यास दिले जात होते आणि त्यांना नियमितपणे खाद्य दिले जात होते.
हा अभ्यास भूल दिलेल्या, १२ आठवड्यांच्या, २२ ग्रॅम ± १०% वजनाच्या १० नर इम्युनोडेफिशियंट एनएसजी उंदरांवर (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, जॅक्सन लॅबोरेटरी, यूएसए) करण्यात आला. इम्युनोडेफिशियन्सी उंदरांची रोगप्रतिकारशक्ती कमी झालेली असल्यामुळे, या जातीच्या इम्युनोडेफिशियन्सी उंदरांमध्ये प्रत्यारोपण नाकारले न जाता मानवी पेशी आणि ऊतींचे प्रत्यारोपण करता येते. वेगवेगळ्या पिंजऱ्यांमधील एकाच पिलावळीतील उंदरांना प्रायोगिक गटात यादृच्छिकपणे नेमण्यात आले आणि सामान्य मायक्रोबायोटाच्या समान संपर्कात येण्याची खात्री करण्यासाठी त्यांना एकत्र वाढवण्यात आले किंवा पद्धतशीरपणे इतर गटांच्या बिछान्यावर ठेवण्यात आले.
झेनोग्राफ्ट मॉडेल स्थापित करण्यासाठी HeLa मानवी कर्करोग पेशी लाइनचा वापर केला जातो. या पेशी ग्लुटामाइन (पॅनइको, रशिया) असलेल्या DMEM मध्ये संवर्धित केल्या गेल्या, ज्यामध्ये १०% फीटल बोवाइन सीरम (हायक्लोन, यूएसए), १०० CFU/mL पेनिसिलीन आणि १०० μg/mL स्ट्रेप्टोमाइसिन पूरक म्हणून समाविष्ट होते. ही पेशी लाइन रशियन ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या इन्स्टिट्यूट ऑफ सेल रिसर्चच्या जीन एक्सप्रेशन रेग्युलेशन लॅबोरेटरीने सदिच्छेने प्रदान केली होती. इंजेक्शन देण्यापूर्वी, HeLa पेशी १:१ ट्रायप्सिन:व्हर्सीन द्रावणाने (बायोलॉट, रशिया) कल्चर प्लास्टिकमधून काढण्यात आल्या. धुतल्यानंतर, पेशी पूर्ण माध्यमात प्रति २०० μL ५×१०⁶ पेशींच्या सांद्रतेपर्यंत निलंबित करण्यात आल्या आणि बेसमेंट मेंब्रेन मॅट्रिक्स (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (१:१, बर्फावर) वापरून विरल करण्यात आल्या. तयार केलेले पेशी निलंबन उंदराच्या मांडीच्या त्वचेत त्वचेखाली इंजेक्ट करण्यात आले. दर ३ दिवसांनी ट्यूमरच्या वाढीवर लक्ष ठेवण्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक कॅलिपर्सचा वापर करा.
जेव्हा ट्यूमर ५०० मिमी³ पर्यंत पोहोचला, तेव्हा प्रायोगिक प्राण्याच्या स्नायू ऊतींमध्ये ट्यूमरजवळ एक कायमस्वरूपी चुंबक बसवण्यात आला. प्रायोगिक गटामध्ये (MNPs-ICG + tumor-M), ०.१ मिली MNP सस्पेंशन टोचण्यात आले आणि त्याला चुंबकीय क्षेत्रात ठेवण्यात आले. उपचार न केलेले संपूर्ण प्राणी नियंत्रक (पार्श्वभूमी) म्हणून वापरण्यात आले. याव्यतिरिक्त, ज्या प्राण्यांना ०.१ मिली MNP टोचण्यात आले होते परंतु चुंबक बसवण्यात आले नव्हते (MNPs-ICG + tumor-BM), त्यांचाही वापर करण्यात आला.
इन विवो आणि इन व्हिट्रो नमुन्यांचे प्रतिदीप्ती दृश्यांकन IVIS Lumina LT series III बायोइमेजरवर (PerkinElmer Inc., USA) करण्यात आले. इन व्हिट्रो दृश्यांकनासाठी, १ मिलीलीटर कृत्रिम PLA-EDA-ICG आणि MNP-PLA-EDA-ICG संयुग प्लेटच्या विहिरींमध्ये टाकण्यात आले. ICG रंगाच्या प्रतिदीप्ती वैशिष्ट्यांचा विचार करून, नमुन्याची प्रकाशमान तीव्रता निश्चित करण्यासाठी सर्वोत्तम फिल्टर निवडण्यात आला: कमाल उत्तेजन तरंगलांबी ७४५ एनएम आणि उत्सर्जन तरंगलांबी ८१५ एनएम आहे. संयुग असलेल्या विहिरींच्या प्रतिदीप्ती तीव्रतेचे संख्यात्मक मापन करण्यासाठी लिविंग इमेज ४.५.५ सॉफ्टवेअर (PerkinElmer Inc.) वापरण्यात आले.
MNP-PLA-EDA-ICG संयुगाची प्रतिदीप्ती तीव्रता आणि संचय, इन विवो ट्यूमर मॉडेल उंदरांमध्ये, इच्छित ठिकाणी चुंबकीय क्षेत्राच्या उपस्थिती आणि वापराशिवाय मोजण्यात आले. उंदरांना आयसोफ्लुरेनने भूल देण्यात आली, आणि नंतर ०.१ मिली MNP-PLA-EDA-ICG संयुग शेपटीच्या शिरेद्वारे टोचण्यात आले. प्रतिदीप्ती पार्श्वभूमी मिळवण्यासाठी, उपचार न केलेल्या उंदरांचा नकारात्मक नियंत्रण म्हणून वापर करण्यात आला. संयुग शिरेद्वारे दिल्यानंतर, प्राण्याला २% आयसोफ्लुरेन भूल देऊन श्वास चालू ठेवत, IVIS Lumina LT series III प्रतिदीप्ती इमेजर (PerkinElmer Inc.) च्या चेंबरमधील हीटिंग स्टेजवर (३७°C) ठेवा. MNP दिल्यानंतर १ मिनिट आणि १५ मिनिटांनी सिग्नल शोधण्यासाठी ICG च्या अंगभूत फिल्टरचा (७४५–८१५ nm) वापर करा.
ट्यूमरमधील संयुगाच्या संचयनाचे मूल्यांकन करण्यासाठी, प्राण्याचा पेरिटोनियल भाग कागदाने झाकण्यात आला, ज्यामुळे यकृतामध्ये कणांच्या संचयनाशी संबंधित तेजस्वी प्रतिदीप्ती काढून टाकणे शक्य झाले. MNP-PLA-EDA-ICG च्या जैववितरणाचा अभ्यास केल्यानंतर, ट्यूमर क्षेत्रांचे विभाजन आणि प्रतिदीप्ती विकिरणाचे परिमाणात्मक मूल्यांकन करण्यासाठी प्राण्यांना आयसोफ्लुरेन भूल देऊन मानवी दृष्ट्या इच्छामरण देण्यात आले. निवडलेल्या स्वारस्यपूर्ण क्षेत्रातील सिग्नल विश्लेषणावर मॅन्युअली प्रक्रिया करण्यासाठी लिविंग इमेज ४.५.५ सॉफ्टवेअर (पर्किनएल्मर इंक.) वापरा. ​​प्रत्येक प्राण्यासाठी तीन मोजमापे घेण्यात आली (n = ९).
या अभ्यासात, आम्ही MNPs-ICG वर ICG च्या यशस्वी लोडिंगचे प्रमाण निश्चित केले नाही. याव्यतिरिक्त, आम्ही वेगवेगळ्या आकारांच्या स्थायी चुंबकांच्या प्रभावाखाली नॅनोकणांच्या टिकून राहण्याच्या कार्यक्षमतेची तुलना केली नाही. तसेच, आम्ही ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये नॅनोकणांच्या टिकून राहण्यावर चुंबकीय क्षेत्राच्या दीर्घकालीन परिणामाचे मूल्यांकन केले नाही.
नॅनोकणांचे प्रमाण अधिक असून, त्यांचा सरासरी आकार १९५.४ नॅनोमीटर आहे. याव्यतिरिक्त, निलंबनामध्ये ११७६.० नॅनोमीटर सरासरी आकाराचे पुंजके होते (आकृती ५अ). त्यानंतर, हा भाग केंद्रापसारक गाळणीतून गाळण्यात आला. कणांचे झेटा पोटेन्शियल -१५.६९ मिलिव्होल्ट आहे (आकृती ५ब).
आकृती ५ निलंबनाचे भौतिक गुणधर्म: (A) कणांच्या आकाराचे वितरण; (B) झेटा पोटेन्शिअलवरील कणांचे वितरण; (C) नॅनोकणांचे TEM छायाचित्र.
कणांचा आकार मुळात २०० एनएम (आकृती ५सी) असून, तो २० एनएम आकाराच्या एका एमएनपी आणि कमी इलेक्ट्रॉन घनतेच्या पीएलए-ईडीए-आयसीजी संयुग्मित सेंद्रिय कवचाने बनलेला आहे. जलीय द्रावणांमध्ये समूहांची निर्मिती ही वैयक्तिक नॅनोकणांच्या विद्युत-प्रेरक शक्तीच्या तुलनेने कमी मापांकामुळे स्पष्ट करता येते.
स्थायी चुंबकांसाठी, जेव्हा चुंबकीकरण V आकारमानात केंद्रित असते, तेव्हा समाकलित अभिव्यक्ती दोन समाकलांमध्ये विभागली जाते, म्हणजेच आकारमान आणि पृष्ठभाग:
स्थिर चुंबकीकरण असलेल्या नमुन्याच्या बाबतीत, विद्युत प्रवाहाची घनता शून्य असते. अशावेळी, चुंबकीय प्रवर्तन सदिशाचे सूत्र खालीलप्रमाणे असेल:
संख्यात्मक गणनेसाठी MATLAB प्रोग्राम (MathWorks, Inc., USA) वापरा, ETU “LETI” शैक्षणिक परवाना क्रमांक 40502181.
आकृती ७, ८, ९ आणि १० मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, सिलेंडरच्या टोकापासून अक्षीय दिशेने ठेवलेल्या चुंबकाद्वारे सर्वात मजबूत चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. प्रभावी कार्यक्षेत्राची त्रिज्या ही चुंबकाच्या भूमितीशी समतुल्य असते. ज्या दंडगोलाची लांबी त्याच्या व्यासापेक्षा जास्त असते, अशा दंडगोलाकार चुंबकांमध्ये सर्वात मजबूत चुंबकीय क्षेत्र अक्षीय-त्रिज्यीय दिशेत (संबंधित घटकासाठी) दिसून येते; म्हणून, जास्त गुणोत्तर (व्यास आणि लांबी) असलेल्या दंडगोलांची जोडी MNP अधिशोषणासाठी सर्वात प्रभावी ठरते.
आकृती 7 चुंबकाच्या Oz अक्षाच्या दिशेने चुंबकीय प्रेरण तीव्रता Bz चा घटक; चुंबकाचा मानक आकार: काळी रेषा 0.5 × 2 मिमी, निळी रेषा 2 × 2 मिमी, हिरवी रेषा 3 × 2 मिमी, लाल रेषा 5 × 2 मिमी.
आकृती 8 चुंबकीय प्रवर्तन घटक Br हा चुंबकाच्या अक्ष Oz ला लंब आहे; चुंबकाचा मानक आकार: काळी रेषा 0.5×2मिमी, निळी रेषा 2×2मिमी, हिरवी रेषा 3×2मिमी, लाल रेषा 5×2मिमी.
आकृती 9 चुंबकाच्या अंतिम अक्षापासून r अंतरावर (z=0) चुंबकीय प्रवर्तन तीव्रता Bz घटक; चुंबकाचा मानक आकार: काळी रेषा 0.5×2मिमी, निळी रेषा 2×2मिमी, हिरवी रेषा 3×2मिमी, लाल रेषा 5×2मिमी.
आकृती 10 त्रिज्यीय दिशेतील चुंबकीय प्रवर्तन घटक; मानक चुंबक आकार: काळी रेषा 0.5×2मिमी, निळी रेषा 2×2मिमी, हिरवी रेषा 3×2मिमी, लाल रेषा 5×2मिमी.
ट्यूमरच्या ऊतींपर्यंत एमएएनपी (MNP) पोहोचवण्याच्या पद्धतीचा अभ्यास करण्यासाठी, लक्ष्यित क्षेत्रात नॅनोकणांचे एकत्रीकरण करण्यासाठी आणि रक्ताभिसरण संस्थेतील हायड्रोडायनामिक परिस्थितीत नॅनोकणांचे वर्तन निश्चित करण्यासाठी विशेष हायड्रोडायनामिक मॉडेल्सचा वापर केला जाऊ शकतो. बाह्य चुंबकीय क्षेत्र म्हणून स्थायी चुंबकांचा वापर केला जाऊ शकतो. जर आपण नॅनोकणांमधील मॅग्नेटोस्टॅटिक आंतरक्रियेकडे दुर्लक्ष केले आणि चुंबकीय द्रव मॉडेलचा विचार केला नाही, तर डायपोल-डायपोल अंदाजानुसार चुंबक आणि एका नॅनोकणामधील आंतरक्रियेचा अंदाज लावणे पुरेसे आहे.
येथे m हे चुंबकाचे चुंबकीय क्षण आहे, r हे नॅनोपार्टिकल असलेल्या बिंदूचे त्रिज्या सदिश आहे आणि k हा प्रणाली घटक आहे. द्विध्रुव अंदाजामध्ये, चुंबकाच्या क्षेत्राची रचना समान असते (आकृती 11).
एकसमान चुंबकीय क्षेत्रात, नॅनोकण फक्त बलरेषांच्या दिशेने फिरतात. असमान चुंबकीय क्षेत्रात, त्यावर बल कार्य करते:
दिलेल्या दिशा l चा अवकलज कुठे आहे. याव्यतिरिक्त, बल नॅनोकणांना क्षेत्राच्या सर्वात असमान भागांमध्ये खेचते, म्हणजेच बलरेषांची वक्रता आणि घनता वाढते.
म्हणून, ज्या ठिकाणी कण आहेत त्या भागात स्पष्ट अक्षीय अनिसोट्रॉपी असलेला पुरेसा मजबूत चुंबक (किंवा चुंबकांची साखळी) वापरणे इष्ट आहे.
सारणी १ मध्ये, अनुप्रयोग क्षेत्राच्या रक्तवहिन्यांच्या जाळ्यात MNP पकडण्यासाठी आणि टिकवून ठेवण्यासाठी पुरेसा चुंबकीय क्षेत्र स्रोत म्हणून एका चुंबकाची क्षमता दर्शविली आहे.