一种基于磁场驱动顺磁性纳米颗粒降低气道黏液黏度的方法与流程

技术领域：

本发明专利涉及一种利用磁场驱动顺磁性纳米颗粒降低哮喘气道黏液黏稠度的方法，具体属于生物医学工程领域。

背景技术：
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慢性阻塞性肺疾病、哮喘等多种呼吸道疾病的病理特征之一是气道黏液栓塞，该现象是气道过度分泌高黏稠度的黏液，由于其流动性差，难以排出气道，严重情况下在气道中形成气道黏液(痰)栓，常引起肺部不张，导致窒息、呼吸衰竭甚至猝死。

目前国内外治疗气道栓塞的主要方法是降低气道黏液黏稠度，从而有利于排除体外，主要方法是化学治疗(药物治疗)和物理治疗。化学方法主要是采用对乙酰半胱氨酸等化学试剂以及陈皮、茯苓等中药来降低哮喘气道黏液的黏稠度，从而有利于黏液排除体外；而常见的物理治疗主要有拍背、震动拍痰器，吸痰等方式，但这些方法还不能很好的解决气道栓塞的问题，因此开发新的气道痰液降黏手段至关重要。

随着科学技术的进步，纳米材料的制备和应用得到了长足的发展。目前纳米材料在生物领域已经得到了广泛应用，在基础医学、药物学、临床医学和预防医学方面纳米材料作用的发挥都已不容忽视。在药物治疗方面的一个重要领域是利用纳米颗粒的磁性操控技术实现不同的取向和速度的精确控制。

而气道黏液的一个重要特征是在一定剪切条件下变稀的特性。因此，利用磁场驱动磁性纳米剪切气道黏液可能具有降低气道黏液弹性和黏度的可能。本发明利用运动磁场驱动顺磁性纳米颗粒，从而实现对气道黏液降黏的效果。

技术实现要素：

本发明建立一种基于磁场驱动顺磁性纳米颗粒降低气道黏液黏稠度的方法。

哮喘患者的气道黏液是一种高黏稠的凝胶类物质，在体内它的流动性较差，不能主动的排除体外，因此过多高黏稠的黏液会在气道中形成黏液栓，造成气道堵塞，严重者会使人窒息。本发明专利设计了一种新的降低气道黏液黏稠度的方法，来治疗哮喘等呼吸道疾病。

本发明是通过如下方法实现的：

利用超声法将顺磁性纳米颗粒fe2o3分散于水中，将分散后的悬浮液加入气道黏液，然后放置在的磁场中，利用摇床产生振荡驱动磁场发生周期性位移，驱使fe2o3在磁场的作用下产生运动，从而使之破坏气道黏液的结构，而使其黏稠度降低，达到降黏效果。

附图说明

图1为磁场处理装置正视图

图2为磁场处理装置侧视图

图3为磁场处理装置俯视图

图4为磁场驱动顺磁性纳米颗粒处理对气道黏液复合模量的影响(频率扫描曲线)

图5为磁场驱动顺磁性纳米颗粒处理对气道黏液复合模量的影响(屈服应力曲线)

图6为磁场驱动顺磁性纳米颗粒处理对气道黏液复合模量的影响曲线(应变扫描)

图7为磁场驱动顺磁性纳米颗粒处理对气道黏液复合模量的影响曲线(频率扫描)

图8为磁场驱动顺磁性纳米颗粒处理对气道黏液蠕变与回复的影响曲线

具体实施方式

(1)采用超声法处理20min将顺磁性fe2o3颗粒分散于水中，分散后的fe2o3纳米颗粒为直径小于100nm的短杆状结构，保存于4℃下。

(2)将0.4mg/ml的顺磁性纳米颗粒fe2o3悬浮液加入痰液中。

(3)将2ml含有fe2o3纳米颗粒的哮喘患者气道黏液放在磁场中。本发明中的磁场是利用两块铷磁铁形成的一个磁场发生装置，磁感应强度为0.1-0.2t，把气道黏液样品放置磁场中央；然后将磁场发生装置置于摇床上，摇床以60times/min来回运动，转速处理60min。

(4)随后对处理过的气道黏液进行流变学测试，主要测试内容为：流动曲线测试、屈服应力测试、大振幅扫描测试和频率扫描测试，所有流变学测试均在25℃下完成。

(5)实验结果显示磁场驱动的顺磁性纳米颗粒显著降低气道黏液的黏度、模量以及屈服应力。

技术特征：

技术总结
气道黏液栓塞是气道过度分泌高黏度的黏液。由于其流动性差，难以排出气道，严重情况下即在气道中形成气道黏液栓，常引起肺部不张，导致窒息、呼吸衰竭甚至猝死。而传统物理和化学降黏的方法的效果还有待改善。本发明建立一种基于磁场驱动顺磁性纳米颗粒降低气道黏液黏度的方法。具体步骤是将分散后的Fe2O3悬浮液加入气道黏液，然后放置在的周期性运动磁场，使Fe2O3在磁场的作用下产生运动，从而使之剪切破坏气道黏液的结构。采用光镜检验显示黏液蛋白网结构破坏；采用旋转流变仪检测结果显示磁场驱动顺磁性纳米颗粒降低气道黏液的黏度、模量以及屈服应力，达到降黏效果。

技术研发人员：罗明志;王佳丽;张倩;刘志伟;刘磊;董进;邓林红
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2017.05.18
技术公布日：2017.10.03