A Javascript jelenleg le van tiltva a böngészőjében.Ha a javascript le van tiltva, a webhely egyes funkciói nem fognak működni.
Regisztrálja konkrét adatait és az érdeklődésre számot tartó gyógyszereket, mi pedig az Ön által megadott információkat a kiterjedt adatbázisunkban található cikkekkel párosítjuk, és egy PDF-másolatot e-mailben kellő időben elküldünk Önnek.
Szabályozza a mágneses vas-oxid nanorészecskék mozgását a citosztatikumok célzott bejuttatása érdekében
Szerző: Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petukhov A, Mishanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O
Yana Toropova, 1 Dmitrij Koroljev, 1 Maria Istomina, 1, 2 Galina Shulmeyster, 1 Alexey Petukhov, 1, 3 Vlagyimir Mishanin, 1 Andrey Gorshkov, 4 Jekaterina Podyacheva, 1 Kamil Gareev, 2 Alexei Bagrov, 5 Oleg Demidov 6, 71 Almazov National Medical Az Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériumának Kutatóközpontja, Szentpétervár, 197341, Orosz Föderáció;2 St. Petersburg Elektrotechnikai Egyetem „LETI”, Szentpétervár, 197376, Orosz Föderáció;3 Személyre szabott Orvostudományi Központ, Almazov Állami Orvosi Kutatóközpont, Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériuma, Szentpétervár, 197341, Oroszországi Föderáció;4FSBI „AA Smorodintsev influenzakutató intézet” Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériuma, Szentpétervár, Orosz Föderáció;5 Sechenov Evolúciós Fiziológiai és Biokémiai Intézet, Orosz Tudományos Akadémia, Szentpétervár, Orosz Föderáció;6 RAS Citológiai Intézet, Szentpétervár, 194064, Orosz Föderáció;7INSERM U1231, Orvosi és Gyógyszerészeti Kar, Bourgogne-Franche Comté Dijoni Egyetem, Franciaország Kommunikáció: Yana ToropovaAlmazov Nemzeti Orvosi Kutatóközpont, Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériuma, Szentpétervár, 197341, Orosz Föderáció Tel +7 981 9526480069499800 [email protected] Háttér: A citosztatikus toxicitás problémájának ígéretes megközelítése a mágneses nanorészecskék (MNP) alkalmazása a célzott gyógyszerszállításhoz.Cél: Számítások segítségével meghatározni az MNP-ket in vivo szabályozó mágneses tér legjobb jellemzőit, és értékelni az MNP-k magnetronos bejuttatásának hatékonyságát egérdaganatokban in vitro és in vivo.(MNPs-ICG) használják.In vivo lumineszcencia intenzitási vizsgálatokat végeztünk daganatos egereken, mágneses térrel vagy anélkül a vizsgált helyen.Ezeket a vizsgálatokat az Orosz Egészségügyi Minisztérium Almazov Állami Orvosi Kutatóközpontjának Kísérleti Orvostudományi Intézete által kifejlesztett hidrodinamikus állványon végezték.Eredmény: A neodímium mágnesek alkalmazása elősegítette az MNP szelektív felhalmozódását.Egy perccel az MNPs-ICG daganatos egereknek történő beadása után az MNPs-ICG főként a májban halmozódik fel.Mágneses tér hiányában és jelenlétében ez jelzi az anyagcsere útját.Bár a daganatban a fluoreszcencia növekedését figyelték meg mágneses tér jelenlétében, az állat májában a fluoreszcencia intenzitása nem változott az idő múlásával.Következtetés: Ez a fajta MNP a számított mágneses térerősséggel kombinálva alapja lehet a citosztatikus gyógyszerek tumorszövetekbe történő mágnesesen szabályozott eljuttatásának.Kulcsszavak: fluoreszcencia analízis, indocianin, vas-oxid nanorészecskék, citosztatikumok magnetron bejuttatása, tumor célzás
A daganatos betegségek világszerte az egyik fő halálok.Ugyanakkor továbbra is fennáll a daganatos megbetegedések növekvő morbiditása és mortalitása.1 A ma is alkalmazott kemoterápia a különböző daganatok egyik fő kezelési módja.Ugyanakkor továbbra is aktuális a citosztatikumok szisztémás toxicitásának csökkentésére szolgáló módszerek kidolgozása.Ígéretes módszer a toxicitási problémájának megoldására a nanoméretű hordozók alkalmazása a gyógyszerbejuttatási módszerek céljára, amelyek lehetővé teszik a gyógyszerek lokális felhalmozódását a daganatos szövetekben anélkül, hogy növelnék a felhalmozódásukat az egészséges szervekben és szövetekben.koncentráció.2 Ez a módszer lehetővé teszi a kemoterápiás gyógyszerek hatékonyságának és célzottságának javítását a tumorszövetekben, miközben csökkenti azok szisztémás toxicitását.
A citosztatikus szerek célzott bejuttatására alkalmas nanorészecskék közül a mágneses nanorészecskék (MNP-k) különösen érdekesek egyedi kémiai, biológiai és mágneses tulajdonságaik miatt, amelyek sokoldalúságukat biztosítják.Ezért a mágneses nanorészecskék fűtőrendszerként használhatók hipertermiával (mágneses hipertermiával) járó daganatok kezelésére.Diagnosztikai szerekként is használhatók (mágneses rezonancia diagnosztika).3-5 Ezeket a jellemzőket felhasználva, kombinálva az MNP felhalmozódásának lehetőségével egy meghatározott területen, külső mágneses tér segítségével, a célzott gyógyszerkészítmények bejuttatása lehetővé teszi egy multifunkcionális magnetron rendszer létrehozását, amely citosztatikumokat céloz a daganat helyére. Kilátások.Egy ilyen rendszer magában foglalná az MNP-t és a mágneses mezőket a testben való mozgásuk szabályozására.Ebben az esetben mind a külső mágneses terek, mind a daganatot tartalmazó testrészbe helyezett mágneses implantátumok használhatók a mágneses tér forrásaként.6 Az első módszernek komoly hiányosságai vannak, beleértve a gyógyszerek mágneses célzására szolgáló speciális berendezések alkalmazásának szükségességét, valamint a személyzet képzésének szükségességét a műtét elvégzésére.Ezen túlmenően ennek a módszernek a magas költségek korlátai vannak, és csak a test felszínéhez közeli „felületes” daganatok kezelésére alkalmas.A mágneses implantátumok alkalmazásának alternatív módszere kiterjeszti ennek a technológiának az alkalmazási körét, megkönnyítve a használatát a test különböző részein elhelyezkedő daganatokon.Mind az egyedi mágnesek, mind az intraluminális stentbe integrált mágnesek használhatók implantátumként üreges szervek daganatos sérüléseihez, hogy biztosítsák azok átjárhatóságát.Saját, nem publikált kutatásaink szerint azonban ezek nem kellően mágnesesek ahhoz, hogy biztosítsák az MNP visszatartását a véráramból.
A magnetron gyógyszeradagolás hatékonysága számos tényezőtől függ: magának a mágneses hordozónak a jellemzőitől, valamint a mágneses térforrás jellemzőitől (beleértve az állandó mágnesek geometriai paramétereit és az általuk generált mágneses tér erősségét).A sikeres, mágnesesen irányított sejtinhibitor bejuttatási technológia fejlesztése során ki kell dolgozni a megfelelő mágneses nanoméretű gyógyszerhordozókat, fel kell mérni azok biztonságát, és olyan vizualizációs protokollt kell kidolgozni, amely lehetővé teszi mozgásuk nyomon követését a szervezetben.
Ebben a tanulmányban matematikailag kiszámítottuk az optimális mágneses mező karakterisztikát, hogy szabályozzuk a mágneses nanoméretű gyógyszerhordozót a szervezetben.Izolált patkányvérerekben is tanulmányozták az MNP megtartásának lehetőségét az érfalon keresztül alkalmazott mágneses tér hatására ezekkel a számítási jellemzőkkel.Ezenkívül szintetizáltunk MNP-k és fluoreszcens szerek konjugátumait, és kidolgoztunk egy protokollt ezek in vivo megjelenítésére.In vivo körülmények között, tumormodell egerekben vizsgálták az MNP-k felhalmozódási hatékonyságát a tumorszövetekben, ha szisztémásan, mágneses tér hatására adják be.
Az in vitro vizsgálatban a referencia MNP-t, az in vivo vizsgálatban pedig a fluoreszcens szert (indolecianint; ICG) tartalmazó tejsavpoliészterrel (politejsav, PLA) bevont MNP-t használtuk.Az MNP-ICG az In case, use (MNP-PLA-EDA-ICG) tartalmazza.
Az MNP szintézisét, valamint fizikai és kémiai tulajdonságait máshol részletesen leírták.7,8
Az MNP-ICG szintéziséhez először PLA-ICG konjugátumokat állítottak elő.A PLA-D és PLA-L racém por keverékét alkalmaztuk, amelynek molekulatömege 60 kDa.
Mivel a PLA és az ICG egyaránt savak, a PLA-ICG konjugátumok szintéziséhez először egy amino-végződésű spacer-t kell szintetizálni a PLA-n, amely segíti az ICG-nek a távtartóhoz való kemiszorbeálódását.A távtartót etilén-diamin (EDA), karbodiimid módszer és vízoldható karbodiimid, 1-etil-3-(3-dimetil-amino-propil)-karbodiimid (EDAC) alkalmazásával állítottuk elő.A PLA-EDA távtartót a következőképpen szintetizáljuk.Adjunk 20-szoros moláris feleslegben EDA-t és 20-szoros moláris feleslegben EDAC-t 2 ml 0,1 g/ml-es PLA kloroformos oldathoz.A szintézist 15 ml-es polipropilén kémcsőben hajtjuk végre rázógépen 300 perc/1 sebességgel 2 órán keresztül.A szintézisséma az 1. ábrán látható. A szintézisséma optimalizálásához ismételje meg a szintézist 200-szoros reagensfelesleggel.
A szintézis végén az oldatot 3000 perc/1 sebességgel centrifugáltuk 5 percig, hogy eltávolítsuk a felesleges kicsapódott polietilén-származékokat.Ezután 2 ml 0,5 mg/ml-es dimetil-szulfoxidos (DMSO) ICG-oldatot adunk a 2 ml-es oldathoz.A keverőt 2 órán át 300 perc-1 keverési sebességgel fixáljuk.A kapott konjugátum sematikus diagramja a 2. ábrán látható.
200 mg MNP-ben 4 ml PLA-EDA-ICG konjugátumot adtunk.LS-220 rázógép (LOIP, Oroszország) segítségével keverje a szuszpenziót 30 percig 300 perc/1 gyakorisággal.Ezután izopropanollal háromszor mostuk, és mágneses elválasztásnak vetették alá.Használjon UZD-2 ultrahangos diszpergálót (FSUE NII TVCH, Oroszország), hogy adjon IPA-t a szuszpenzióhoz 5-10 percig folyamatos ultrahangos működés mellett.A harmadik IPA-mosás után a csapadékot desztillált vízzel mostuk, és fiziológiás sóoldatban 2 mg/ml koncentrációban újraszuszpendáltuk.
A ZetaSizer Ultra berendezést (Malvern Instruments, UK) használtuk a kapott MNP méreteloszlásának vizsgálatára a vizes oldatban.Az MNP alakjának és méretének tanulmányozására transzmissziós elektronmikroszkópot (TEM) használtunk JEM-1400 STEM téremissziós katóddal (JEOL, Japán).
Ebben a tanulmányban hengeres állandó mágneseket (N35 minőségű; nikkel védőbevonattal) és a következő szabványos méreteket (hosszú tengely hossz × henger átmérő) használunk: 0,5 × 2 mm, 2 × 2 mm, 3 × 2 mm és 5 × 2 mm.
Az MNP transzport in vitro vizsgálatát a modellrendszerben az Orosz Egészségügyi Minisztérium Almazov Állami Orvostudományi Kutatóközpontjának Kísérleti Orvostudományi Intézete által kifejlesztett hidrodinamikus állványon végezték.A keringő folyadék (desztillált víz vagy Krebs-Henseleit oldat) térfogata 225 ml.Axiálisan mágnesezett hengeres mágneseket használnak állandó mágnesként.Helyezze a mágnest egy tartóra 1,5 mm-re a központi üvegcső belső falától úgy, hogy a vége a cső irányába nézzen (függőlegesen).A folyadék áramlási sebessége a zárt körben 60 l/h (ez 0,225 m/s lineáris sebességnek felel meg).A Krebs-Henseleit oldatot keringtető folyadékként használják, mivel a plazma analógja.A plazma dinamikus viszkozitási együtthatója 1,1-1,3 mPa∙s.9 A mágneses térben adszorbeált MNP mennyiségét spektrofotometriával határozzuk meg a kísérlet után keringő folyadék vas koncentrációjából.
Ezenkívül kísérleti vizsgálatokat végeztek egy továbbfejlesztett folyadékmechanikai táblázaton az erek relatív permeabilitásának meghatározására.A hidrodinamikus támasz fő alkotóelemei a 3. ábrán láthatók. A hidrodinamikus stent fő alkotóelemei egy zárt hurok, amely a modell érrendszerének keresztmetszetét szimulálja és egy tárolótartály.A modellfolyadék mozgását az érmodul kontúrja mentén egy perisztaltikus pumpa biztosítja.A kísérlet során tartsa be a párolgási és a szükséges hőmérsékleti tartományt, és figyelje a rendszer paramétereit (hőmérséklet, nyomás, folyadék áramlási sebessége és pH-értéke).
3. ábra A nyaki artéria falának permeabilitásának vizsgálatára használt elrendezés blokkdiagramja.1-tárolótartály, 2-perisztaltikus szivattyú, 3-as mechanizmus az MNP-t tartalmazó szuszpenzió hurokba juttatására, 4-áramlásmérő, 5-es nyomásérzékelő a hurokban, 6-os hőcserélő, 7-kamra tartállyal, 8-forrás a mágneses mező, 9-a léggömb szénhidrogénekkel.
A tartályt tartalmazó kamra három tartályból áll: egy külső nagy tartályból és két kis tartályból, amelyeken keresztül a központi áramkör karjai haladnak át.A kanült behelyezzük a kis tartályba, a tartályt felfűzzük a kis tartályra, és a kanül hegyét vékony dróttal szorosan megkötjük.A nagy tartály és a kis tartály közötti tér desztillált vízzel van feltöltve, és a hőmérséklet állandó marad a hőcserélőhöz való csatlakozás miatt.A kis tartályban lévő teret Krebs-Henseleit oldattal töltik ki, hogy fenntartsák az érsejtek életképességét.A tartályt Krebs-Henseleit oldattal is feltöltik.A gáz (szén) ellátó rendszer a tárolótartályban lévő kis tartályban és a tartályt tartalmazó kamrában lévő oldat elpárologtatására szolgál (4. ábra).
4. ábra A kamra, ahová a tartályt helyezték.1-Kanül az erek csökkentésére, 2-Külső kamra, 3-Kiskamra.A nyíl mutatja a modellfolyadék irányát.
Az érfal relatív permeabilitási indexének meghatározásához patkány nyaki artériát használtunk.
Az MNP szuszpenzió (0,5 ml) rendszerbe történő bevezetése a következő jellemzőkkel rendelkezik: a tartály és a hurokban lévő csatlakozó cső teljes belső térfogata 20 ml, az egyes kamrák belső térfogata 120 ml.A külső mágneses mező forrása egy 2×3 mm-es szabvány méretű állandó mágnes.Az egyik kis kamra fölé, a tartálytól 1 cm-re van felszerelve, egyik végével a tartály fala felé.A hőmérsékletet 37 °C-on tartják.A görgős szivattyú teljesítménye 50%-ra van állítva, ami 17 cm/s sebességnek felel meg.Kontrollként állandó mágnes nélküli cellában vettünk mintákat.
Egy órával az MNP adott koncentrációjának beadása után folyadékmintát vettünk a kamrából.A részecskekoncentrációt spektrofotométerrel mértük Unico 2802S UV-Vis spektrofotométerrel (United Products & Instruments, USA).Az MNP szuszpenzió abszorpciós spektrumát figyelembe véve a mérést 450 nm-en végeztük.
A Rus-LASA-FELASA irányelvek szerint minden állatot meghatározott kórokozómentes létesítményekben nevelnek és nevelnek.Ez a tanulmány megfelel az állatkísérletekre és kutatásokra vonatkozó összes vonatkozó etikai előírásnak, és megkapta az Almazov Nemzeti Orvosi Kutatóközpont (IACUC) etikai jóváhagyását.Az állatok ad libitum ittak vizet és rendszeresen táplálkoztak.
A vizsgálatot 10 érzéstelenített, 12 hetes hím immunhiányos NSG egeren (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) 10 db, 22 g ± 10% súlyú emberen végeztük.Mivel az immunhiányos egerek immunitása elnyomott, ennek a vonalnak az immunhiányos egerei lehetővé teszik emberi sejtek és szövetek transzplantációját transzplantátum kilökődése nélkül.A különböző ketrecekből származó alomtársakat véletlenszerűen besoroltuk a kísérleti csoportba, és együtt tenyésztették vagy szisztematikusan kitették őket más csoportok almozásának, hogy biztosítsák a közös mikrobiotának való egyenlő expozíciót.
A HeLa humán rákos sejtvonalat használják xenograft modell létrehozására.A sejteket glutamint (PanEco, Oroszország) tartalmazó DMEM-ben tenyésztettük, amelyet 10% magzati borjúszérummal (Hyclone, USA), 100 CFU/ml penicillinnel és 100 μg/ml sztreptomicinnel egészítettünk ki.A sejtvonalat az Orosz Tudományos Akadémia Sejtkutató Intézetének génexpressziós szabályozási laboratóriuma biztosította.Injektálás előtt a HeLa sejteket eltávolítottuk a tenyésztő műanyagból 1:1 tripszin:Versene oldattal (Biolot, Oroszország).Mosás után a sejteket komplett tápközegben szuszpendáltuk 5×106 sejt/200 μl koncentrációig, és alapmembránmátrixszal (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, jégen) hígítottuk.Az elkészített sejtszuszpenziót szubkután injektáltuk az egér combjának bőrébe.Használjon elektronikus tolómérőket a daganat növekedésének 3 naponta történő nyomon követésére.
Amikor a daganat elérte az 500 mm3-t, állandó mágnest ültettek be a kísérleti állat izomszövetébe a daganat közelében.A kísérleti csoportba (MNPs-ICG + tumor-M) 0,1 ml MNP szuszpenziót fecskendeztünk be, és mágneses térnek tesszük ki.A kezeletlen egész állatokat kontrollként használtuk (háttér).Ezenkívül 0,1 ml MNP-vel injektált, de mágnesekkel (MNPs-ICG + tumor-BM) nem implantált állatokat használtunk.
Az in vivo és in vitro minták fluoreszcens vizualizálását IVIS Lumina LT series III bioimageren (PerkinElmer Inc., USA) végeztük.Az in vitro vizualizáláshoz 1 ml szintetikus PLA-EDA-ICG és MNP-PLA-EDA-ICG konjugátumot adtunk a lemez üregeihez.Az ICG festék fluoreszcencia jellemzőit figyelembe véve a minta fényerősségének meghatározásához a legjobb szűrőt választjuk: a maximális gerjesztési hullámhossz 745 nm, az emissziós hullámhossz pedig 815 nm.A Living Image 4.5.5 szoftvert (PerkinElmer Inc.) használtuk a konjugátumot tartalmazó lyukak fluoreszcencia intenzitásának kvantitatív mérésére.
Az MNP-PLA-EDA-ICG konjugátum fluoreszcencia intenzitását és felhalmozódását in vivo tumormodell egerekben mértük, mágneses mező jelenléte és alkalmazása nélkül a vizsgált helyen.Az egereket izofluránnal érzéstelenítettük, majd 0,1 ml MNP-PLA-EDA-ICG konjugátumot injektáltunk a farokvénán keresztül.Kezeletlen egereket használtunk negatív kontrollként, hogy fluoreszcens hátteret kapjunk.A konjugátum intravénás beadása után helyezze az állatot melegítő fokozatra (37°C) az IVIS Lumina LT series III fluoreszcencia képalkotó készülék (PerkinElmer Inc.) kamrájába, miközben az inhalációt 2%-os izoflurán érzéstelenítéssel fenntartja.Használja az ICG beépített szűrőjét (745–815 nm) a jelérzékeléshez 1 perccel és 15 perccel az MNP bevezetése után.
A konjugátum daganatban való felhalmozódásának értékeléséhez az állat peritoneális területét papírral borították, ami lehetővé tette a részecskék májban történő felhalmozódásával kapcsolatos fényes fluoreszcenciát.Az MNP-PLA-EDA-ICG biológiai eloszlásának tanulmányozása után az állatokat humánus módon elaltatták túladagolással izoflurán érzéstelenítéssel a daganatos területek későbbi elválasztása és a fluoreszcens sugárzás kvantitatív értékelése céljából.Használja a Living Image 4.5.5 szoftvert (PerkinElmer Inc.) a jelelemzés manuális feldolgozásához a kiválasztott érdeklődési területről.Minden állatnál három mérést végeztünk (n = 9).
Ebben a tanulmányban nem számszerűsítettük az ICG sikeres betöltését az MNPs-ICG-re.Emellett nem hasonlítottuk össze a nanorészecskék visszatartási hatékonyságát különböző alakú állandó mágnesek hatására.Ezenkívül nem értékeltük a mágneses tér hosszú távú hatását a nanorészecskék tumorszövetekben való visszatartására.
A nanorészecskék dominálnak, átlagos méretük 195,4 nm.Ezenkívül a szuszpenzió 1176,0 nm átlagos méretű agglomerátumokat tartalmazott (5A. ábra).Ezt követően a részt centrifugális szűrőn átszűrjük.A részecskék zéta-potenciálja -15,69 mV (5B. ábra).
5. ábra A szuszpenzió fizikai tulajdonságai: (A) részecskeméret-eloszlás;(B) részecskeeloszlás zéta potenciálon;(C) Nanorészecskék TEM-fotója.
A részecskeméret alapvetően 200 nm (5C. ábra), amely egyetlen 20 nm-es MNP-ből és egy kisebb elektronsűrűségű PLA-EDA-ICG konjugált szerves héjból áll.A vizes oldatokban az agglomerátumok képződése az egyes nanorészecskék elektromotoros erejének viszonylag alacsony modulusával magyarázható.
Állandó mágneseknél, amikor a mágnesezettség az V térfogatban koncentrálódik, az integrál kifejezés két integrálra oszlik, nevezetesen a térfogatra és a felületre:
Állandó mágnesezettségű minta esetén az áramsűrűség nulla.Ekkor a mágneses indukciós vektor kifejezése a következő formában lesz:
Használja a MATLAB programot (MathWorks, Inc., USA) a numerikus számításokhoz, ETU „LETI” akadémiai licencszám: 40502181.
Amint azt a 7. ábra 8. ábra 9. ábra 10. ábra mutatja, a legerősebb mágneses teret a henger végétől axiálisan orientált mágnes hozza létre.A hatásos hatássugár megegyezik a mágnes geometriájával.Azoknál a hengeres mágneseknél, amelyeknek a hossza nagyobb, mint az átmérője, a legerősebb mágneses mező axiális-radiális irányban figyelhető meg (a megfelelő komponens esetében);ezért a nagyobb oldalarányú (átmérő és hossz) MNP adszorpciójú hengerpár a leghatékonyabb.
7. ábra A mágneses indukció intenzitásának Bz komponense a mágnes Oz tengelye mentén;a mágnes szabványos mérete: fekete vonal 0,5×2mm, kék vonal 2×2mm, zöld vonal 3×2mm, piros vonal 5×2mm.
8. ábra A Br mágneses indukciós komponens merőleges az Oz mágnes tengelyére;a mágnes szabványos mérete: fekete vonal 0,5×2mm, kék vonal 2×2mm, zöld vonal 3×2mm, piros vonal 5×2mm.
9. ábra A mágneses indukció intenzitásának Bz komponense a mágnes végtengelyétől r távolságra (z=0);a mágnes szabványos mérete: fekete vonal 0,5×2mm, kék vonal 2×2mm, zöld vonal 3×2mm, piros vonal 5×2mm.
10. ábra Mágneses indukciós komponens sugárirányban;szabványos mágnesméret: fekete vonal 0,5×2mm, kék vonal 2×2mm, zöld vonal 3×2mm, piros vonal 5×2mm.
Speciális hidrodinamikai modellekkel vizsgálható az MNP tumorszövetekbe való bejuttatásának módja, a nanorészecskék koncentrálása a célterületen, valamint a nanorészecskék viselkedése hidrodinamikai körülmények között a keringési rendszerben.Az állandó mágnesek külső mágneses mezőként használhatók.Ha figyelmen kívül hagyjuk a nanorészecskék közötti magnetosztatikus kölcsönhatást, és nem vesszük figyelembe a mágneses folyadék modellt, akkor elegendő a mágnes és egyetlen nanorészecske közötti kölcsönhatást dipólus-dipólus közelítéssel megbecsülni.
Ahol m a mágnes mágneses momentuma, r a nanorészecske elhelyezkedésének sugárvektora, k pedig a rendszertényező.A dipólus közelítésben a mágnes tere hasonló konfigurációjú (11. ábra).
Egyenletes mágneses térben a nanorészecskék csak az erővonalak mentén forognak.Egy nem egyenletes mágneses térben erő hat rá:
Hol van egy adott irány deriváltja l.Ráadásul az erő a mező legegyenetlenebb területeire húzza a nanorészecskéket, vagyis megnő az erővonalak görbülete és sűrűsége.
Ezért kívánatos kellően erős mágnest (vagy mágnesláncot) használni, amely nyilvánvaló axiális anizotrópiával rendelkezik azon a területen, ahol a részecskék találhatók.
Az 1. táblázat azt mutatja be, hogy egyetlen mágnes képes elegendő mágneses térforrásként megragadni és megtartani az MNP-t az alkalmazási mező érrendszerében.