ДВИЖЕНИЕ ТАНДЕМА МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

В данной исследовательской статье рассматриваются тандемные магнитные наночастицы, состоящие из магнитных наночастиц, связанных с функциональной наночастицей углеродной нанотрубкой, и исследуются преобразующее влияние временных изменений магнитных полей на их поведение. Манипулируя магнитной индукцией, используя просеянный центр масс таких наночастиц и необходимый угол между ее осью и магнитным дипольным моментом, мы можем осуществлять точный контроль над движением таких наночастиц. Это открывает огромные перспективы для различных приложений, особенно в области медицины.

Нанотехнологии имеют широкий спектр применения в области медицины, особенно в наномедицине. Некоторые наночастицы перспективны для новых диагностических инструментов, методов визуализации, таргетной терапии, фармацевтических препаратов, биомедицинских имплантатов и тканевой инженерии. Нанотехнологии позволяют более безопасно применять высокотоксичные методы лечения, такие как химиотерапевтические препараты от рака. Кроме того, носимые устройства могут отслеживать жизненные показатели, обнаруживать раковые клетки и выявлять инфекции в режиме реального времени. Ожидается, что эти достижения предоставят врачам значительно лучший доступ к важной информации о причинах изменений в состоянии здоровья непосредственно из источника проблемы.

В исследовании рассматриваются сценарии, в которых магнитный момент и центр массы наночастицы не совпадают, образуя тандемную наночастицу. В статье исследуется влияние переменного внешнего магнитного поля на такие наночастицы, уделяя особое внимание конкретным моделям движения, которые можно использовать для управления положением и скоростью частиц.

Для проведения данного исследования была проанализирована актуальная литература по нанотехнологиям в медицинской сфере из высокорейтинговых журналов.

1. Lockman P.R., Mumper R.J., Khan M.A., Allen D.D. Nanoparticle Technology for Drug Delivery Across the Blood-Brain Barrier // Drug Dev Ind Pharm. – 2002. – Vol. 28. – P. 1–13.

2. Wilhelm, S., Tavares, A. J., Dai, Q., Ohta, S., Audet, J., Dvorak, H. F., & Chan, W. C. Analysis of nanoparticle delivery to tumours // Nature Reviews Materials. – 2016. – Vol. 1(5). – P. 16014.

3. Yang, H., Zhuang, Y., Sun, Y., & Dai, A. Magnetic nanoparticles for targeted imaging and therapy in cancer // Expert Review of Molecular Diagnostics. – 2013. – Vol. 13(3). P. 317–330.

4. Bulte, J. W., & Kraitchman, D. L. Iron oxide MR contrast agents for molecular and cellular imaging // NMR in Biomedicine. – 2004. – Vol. 17(7). – P. 484–499.

5. Alexiou, C., Arnold, W., Klein, R. J., Parak, F. G., Hulin, P., Bergemann, C., ... & Schmid, R. J. Locoregional cancer treatment with magnetic drug targeting // Cancer Research. – 2000. – Vol. 60(23). – P. 6641–6648.

6. Duguet E., Vasseur S., Mornet S., Devoisselle J.M. Magnetic nanoparticles and their applications in medicine // Nanomedicine. – 2006. – Vol. 1. – P. 157–168.

7. Shubayev V.I., Pisanic T.R., Jin S.H. Magnetic nanoparticles for theragnostics // Advanced Drug Delivery Reviews. – 2009.

8. Guduru, R., Liang, P., Liang, H., Iglesias, M., Frias, J. C., Annapragada, A., & Krishnan, K. M. Magnetoelectric nanocomposites for remote controlled micro-nanorobots // Advanced Drug Delivery Reviews. – 2013. – Vol. 65. – P. 13–14.

9. Wang, Y., Xuan, S., Zhu, Y., & Li, J. Recent advances in magnetic particle-based manipulation for biomedical applications // Advanced Functional Materials. – 2020. – Vol. 30(32). – P. 2001573.

10. Zhang, Y., Angsantikul, P., & Thamphiwatana, S. Magnetic targeting strategies in nanomedicine: A systematic review of recent research // Nanomedicine. – 2020. – Vol. 13(4). – P. 443–465.

11. Peer, D., Karp, J. M., Hong, S., Farokhzad, O. C., Margalit, R., & Langer, R. (2007). Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy // Nature Nanotechnology. – 2007. – Vol. 2(12). – P. 751–760.

12. Aleshkevich, V. A. Electromagnetism. Foresight-Russia. – Moscow: Fizmatlit. – 2014. – 404 p.

13. Pankhurst, Q., Connolly, J, Jones, S. & Dobson, J. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2003. – Vol. 36. – P. 167–181.

14. P. Tartaj, M. del Puerto Morales, S. Veintemillas-Verdaguer, T. Gonzalez-Carreno, C. J. Serna. The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2003. – Vol. 36. – No. 13. –P. R182-R197.