专利名称：空间定位聚集磁性颗粒的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空间定位聚集磁性颗粒装置，特别是对几百纳米及微米级磁性颗 粒的空间定位聚集装置。
背景技术：
本文中"磁性颗粒"是指尺寸在几百纳米和微米级的磁性颗粒，它包括实质上由 磁性物质组成，可以被吸引到磁体上的磁性颗粒；另一方面，磁性颗粒可以是包括磁 性物质和如琼脂、琼脂糖、非磁性金属、玻璃等的其它非磁性物质的合成颗粒。该合 成颗粒包括由磁性物质形成的磁心和由非磁性物质制成的外壳，或者该合成颗粒包括 许多由嵌在非磁性物质内的磁性物质所形成的小颗粒。另外，磁性颗粒还包括能够吞 噬磁性物质的微米级细胞。
磁性药物微球的大小在微米数量级，它在肿瘤治疗方面有很多优势，诸如，磁性 药物微球在合适磁场的作用下被导向肿瘤组织，这样大大减少了正常组织中的药物浓 度，从而减少了对正常组织细胞的损伤；另外，更多的磁性微球制剂从肿瘤组织的血 管内皮中渗出，使药物在细胞或亚细胞水平发挥药理作用成为可能。但要充分发挥优 势，必，研制出能将磁性微球合理聚集并符合临床应用的装置。从磁性微球的受力来 考虑，磁性微球在血管中随血液流动，若想让其停下来，必须克服血液对它的粘滞阻 力。磁性微球流过本发明装置产生的磁场空间，会受到磁场力，磁场力用来平衡粘滞 阻力，使磁性微球运动减速直至停下来。磁性微球在磁场中受到的磁场吸引力 /二/z。M，VHr，从此式可知，f的大小与微粒体积、磁场强度及其梯度成正比例。磁
场强度并不是越大越好，0vadia H等的研究表明当磁感应强度大于0.4T时，磁颗粒 已经被饱和磁化，磁感应强度再增加，磁场力f也不会增加，太强的磁场反而对生物 体有其他副作用。但磁场力f的大小与磁感应强度的梯度成正比例，磁感应强度梯度 越大，磁场力f越大。根据理论计算，氧化铁磁性颗粒在磁感应强度大约在O. 5T时， 氧化铁磁性颗粒磁化强度会达到饱和。所以，适用于临床或动物实验磁场仪器应满足 产生的磁场磁感应强度梯度很大，而磁感应强度大约在0.5T即可。并且，磁场最好能 够在空间中心强于磁极处，这样可以透过其他组织和器官将磁性微球空间定位于病理 区。
目前认为稳恒磁场是安全的，临床医学用的核磁共振成像的磁场磁感应强度已采取0.6T、 1.5T、 4.7T。本发明专利磁场磁感应强度最大值为O. 75T，所以在安全范围 内。虽然采用脉冲磁场可以达到同样强度梯度磁场，但因为大量研究表明脉冲磁场会 破坏动物细胞的生理功能。比如，王保义等，通过实验发现，人外周血淋巴细胞核在 弱的脉冲场作用下严重受损，出现了多微核，核破裂以及核异常，同时发现细胞的免 疫功能受损，耐低渗能力下降。刘长军等采用低强度的瞬态电磁脉冲对生物样品进行 辐射，结果表明细胞膜也会发生电穿孔。Carlo Ventura等实验研究脉冲磁场能够调 制心肌细胞的基因表达。所以，我们认为采用稳恒磁场的方式更安全可靠。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种空间定位聚集磁性颗粒的 装置。能有效安全地将磁性颗粒给予空间定位。
为达到上述目的，本发明的构思是磁场是由电流或运动电荷产生。对于电磁铁， 线圈通有电流时，磁场由磁极散发至气隙中。 一般情况下，空间的磁场离磁极越近， 磁感应强度和其梯度越大。本发明装置由中空的圆柱形铁芯作为磁极，磁极末端E和F 处有螺纹，起到调节两圆柱形铁芯间的距离和固定磁极的作用。磁极外绕上线圈。线 圈接稳恒电源。线圈通有稳恒电流时，在圆柱形空间处产生以x轴为对称的磁场。由 于磁场的边缘效应，在x轴方向，间距中心点磁感应强度最大，沿x及其反方向磁场很 快衰减。如图4所示。这样可以透过其他组织和器官将磁性微球'^间定位于病理区。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种空间定位聚集磁性颗粒的装置，包括两个磁极，其特征在于
1) 所述两个磁极以同轴线相对安置；
2) 所述两个磁极均有轴向调位机构；
3) 所述两个磁极为相同直径的中空的圆柱形磁极。 上述两个磁极外绕上线圈，该线圈连接一个稳恒电源。 上述两个磁极安装在一个形成磁路的导磁体上。
上述两个磁极的轴向调位机构是构成两个磁极的两个中空的圆柱形磁极末端处 均有螺纹，与调节手轮的螺孔旋配。
上述两个中空的圆柱形磁极的材料为电工纯铁或io号钢。
上述稳恒电源的直流稳恒电源输入电压220V土10y。，输出电流0 5A连续可调电流。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本发明采用两个中空的圆柱形电极以同轴线相对安置，能有效、安全地将磁性颗粒给予 空间定位，应用于将磁性药物微球空间定位于病理区，能收到较好的疗效。
图l是本发明一个实施例的结构示意图。 图2是图1的左视图。
图3是两中空圆柱形电极间的空间ABCD处坐标系的建立图。 图4是磁感应强度B随x的变化曲线图。
图5是磁感应强度B和磁感应强度梯度！随电流I变化曲线图。
具体实施例方式
本发明的一个实施例结合附图详述如下参见图l、图2和图3，本空间定位聚集磁性
颗粒的装置包括两个磁极l、 2，两个磁极l、 2为两个相同直径的中空的圆柱形磁极， 以同轴线相对安置，有轴向调位机构调节两磁极l、 2之间的空间ABCD间距h。
两个磁极l、 2外绕上线圈4，该线圈4连接稳恒电源3。
两个磁极K 2安装在形成磁路的导磁体5上。
两个磁极l、 2的轴向调位机构是两个中空的圆柱形磁极的末端处均有螺纹与调 节手轮6上的螺？1^旋配。
两个中空的圆柱形磁极的材料为电工纯铁或10号钢。
稳恒电源3的直流稳恒电源输入电压为220V ± 10%，输出电流0 5A连续可调电流。 本实施例的磁场强度和梯度是可调的。通过调节电流的大小，磁感应强度从O可 增加到0.8T，磁感应强度梯度！从0可增加到50T/ra。如图5所示。在实际应用中，可
根据不同大小的磁性微球，来选取适当的磁场强度和磁感应强度梯度。
本实施例的应用实例直径约为2nm的磁粉水悬浊液，在内径为4ram的透明导管中
循环流动，导管从磁极中空处水平直线穿过。流速为0.5mm/s，磁场作用时间30分钟。 结果可观察到磁性颗粒在o点处大量聚集，如果相对于磁极前后移动导管，会
发现聚集的磁性颗粒位置不随导管移动，始终处于o点。这说明本发明装置能够对磁
性颗粒进行有效地空间定位聚集。
权利要求
1.一种空间定位聚集磁性颗粒的装置，包括两个磁极(1、2)，其特征在于a.所述两个磁极(1、2)以同轴线相对安置；b.所述两个磁极(1、2)均有轴向调位机构；c.所述两个磁极(1、2)为相同直径的中空的圆柱形磁极。
2. 根据权利要求l所述的空间定位聚集磁性颗粒的装置，其特征在于所述两个磁极(l、 2)外绕上线圈(4)，该线圈(4)连接一个稳恒电源(3)。
3. 根据权利要求l所述的空间定位聚集磁性颗粒的装置，其特征在于所述的两个磁极(1、 2)安装在一个形成磁路的导磁体(5)上。
4. 根据权利要求l所述的空间定位聚集磁性颗粒的装置，其特征在于所述两个磁极(l、 2)的轴向调位机构是构成两个磁极(1、 2)的两个中空的圆柱形磁极末端处均 有螺纹，与调节手轮(6)的螺孔旋配。
5. 根据权禾IJ要求1所述的空间定位聚集磁性颗粒的装置，其特征在于所述两个中空的 圆柱形磁极的材料为电工纯铁或IO号钢。
6. 根据权禾t展求2所述的空间定位聚集磁性颗粒的装置，其特征在于所述稳恒电源(3)的直流稳恒电源输入电压220V± 10%，输出电流0~5A连续可调电流。
全文摘要
本发明涉及一种空间定位聚集磁性颗粒的装置。它包括两个磁极，两个磁极为两个相同直径的中空的圆柱形磁极，以同轴线相对安置，有轴向调位机构调节两磁极间的空间距离。本发明能有效、安全地将磁性颗粒给予空间定位，应用于将磁性药物微球空间定位于病理区，能收到较好的疗效。
文档编号A61N2/00GK101306229SQ200810040030
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者姚文娟, 李仁兴, 宁 裴, 郑文岭, 马文丽, 黄浙勇, 龚永勇 申请人:上海大学