МНОГОПОЛЮСНОЕ МАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ДИАМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ В БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТКАНЬ Российский патент 2008 года по МПК A61N2/08 A61M37/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапии. Изобретение может быть использовано для усиления действия лечебных и косметических средств, содержащих диамагнитные наночастицы, например - золото.

В ряде случаев перед медиками стоит задача: эффективно довести активные компоненты лекарств до клеток или органов-мишеней. В случае применения наружных средств, решение этой задачи - серьезная проблема, поскольку эпидермис кожи является труднопреодолимым препятствием для активных веществ.

Большинство лекарственных и косметических средств состоят из веществ, представляющих собой диамагнетики. Это могут быть как элементы (медь, серебро, золото), так и органические и неорганические соединения.

В 1845 году Майкл Фарадей открыл, что диамагнитные частицы с очень малой массой выталкиваются из магнитного поля (БСЭ, диамагнетизм). Практического применения этому явлению почти не было. Однако, с появлением технологий, позволяющих получать наночастицы диамагнетиков, открываются новые возможности. Пондеромоторные силы выталкивания диамагнитной частицы из магнитного поля будут тем сильнее, чем выше градиент магнитного поля. Градиент магнитного поля постоянного магнита можно увеличить, увеличивая количество его полюсов, что наглядно продемонстрировано на фиг.1-5.

Постоянный магнит - это некое тело, обладающее остаточной намагниченностью. Намагниченность - величина векторная, обозначается стрелочкой. Постоянный магнит создает в пространстве магнитное поле, и это обозначается следующим образом (фиг.1): линии напряженности магнитного поля Н выходят из магнита с одной стороны, изгибаются в пространстве и входят в магнит с другой стороны. Густота линий напряженности характеризует величину магнитного поля: чем гуще, тем больше. Таким образом, градиент магнитного поля направлен из менее густой области в более густую. Стрелочка на магнитах показывает направление намагниченности. Обозначены линии напряженности магнитного поля Н. Также стрелочкой обозначено направление градиента магнитного поля VH.

Любой магнит имеет, как минимум, два полюса - северный и южный. Среди специалистов принято называть многополюсными магниты, у которых имеется более двух полюсов.

Многополюсной магнит (фиг.2) состоит из нескольких областей с по разному направленной намагниченностью. Получается так, что линии напряженности, выходя из одной области магнита, не расходятся в пространстве, а снова входят в другую область магнита. То есть, многополюсной магнит создает в пространстве «значительно меньше поля», что выгоднее энергетически, при этом градиент магнитного поля вблизи поверхности многополюсного магнита больше: поле быстро убывает по мере удаления от поверхности магнита.

Еще больше увеличить градиент поля возможно, сведя полюса магнита в одну плоскость. Примером этого может быть подковообразный магнит (фиг.3). Между полюсами подковообразного магнита имеется пространственная разнесенность. Сведя полюса вместе и устремив пространственную разнесенность, можно добиться еще большего градиента (фиг.4).

Таким образом, увеличить градиент магнитного поля можно:

- увеличивая количество полюсов;

- устраняя пространственную разнесенность;

- располагая полюса в одной плоскости.

Разумеется, все эти условия успешно работают и при неизменной массе магнита и его намагниченности.

При нанесении на кожу средства, представляющего собой дисперсную систему (мазь, линимент, гель, эмульсия), где в качестве фазы присутствуют диамагнитные наночастицы, и последующего проведения массажа магнитным устройством, в области нанесения средства, наночастицы станут проникать в дерму сквозь эпидермис.

Осуществить подобную процедуру возможно с помощью лечебного магнитного браслета (Патент RU №2062129, Бюл. №17 от 20.06.96). Браслет содержит пластинку-магнитоноситель, на которой установлены два постоянных керамических магнита. Недостаток устройства в том, что керамические магниты обладают довольно слабым магнитным полем. Второй недостаток устройства в пространственной разнесенности магнитов, что ослабляет градиент поля.

Известен способ воздействия на живой организм (Патент RU №2038103, Бюл. №18 от 27.06.95), где для осуществления способа используются близкорасположенные постоянные магниты из редкоземельных материалов, где напряженность поля достигает 1 Тл (10000 Э).

Недостатком устройства является многократное увеличение напряженности полей, по сравнению с рекомендуемыми медицинскими нормами, где пределом напряженности поля установлен - 1500 Э (С.А.Кошкалда. Основы физиотерапии для медицинских училищ. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2005, стр.127). Кроме того, здесь не устранена пространственная разнесенность магнитов, что ослабляет градиент поля.

В обоих вышеуказанных прототипах полюса магнитов расположены в различных плоскостях.

Для устранения указанных недостатков предлагается использовать цельные многополюсные магниты. При этом все полюса располагаются в одной плоскости.

Один из вариантов предлагаемого многополюсного магнитного устройства изображен на фиг.5. Здесь устройство содержит 6 полюсов. Все полюса расположены в одной плоскости, которая является рабочей поверхностью устройства.

С целью проверки эффективности различных вариантов устройства их было изготовлено 18 штук, цилиндрической формы. Устройства содержали от 2-х до 12-ти полюсов и имели напряженность поля на рабочей поверхности 300, 600 и 1200 Э (см. таблицу). Магниты запечатывались в полиэтиленовую оболочку.

В качестве экспериментального средства был приготовлен гель на основе натрий-карбоксиметилцеллюлозы с добавлением наночастиц золота в концентрации 10 мг/кг.

Испытания проводились на морских свинках альбиносах, одного возраста и расы. Всего - 57 штук: 3 контрольных и 54 экспериментальных. Животным обривали от шерсти спинки, на которые наносился гель. Затем, в области нанесения геля, рабочей стороной магнитного устройства, в течение 15 минут проводился массаж. Контрольным животным наносился гель без массажа. Каждое из устройств испытывалось на 3-х животных.

Сразу после массажа у животных брались образцы дермальной ткани из области, подвергнувшейся массажу, и передавались на анализы для определения в них концентраций золота методами масс-спектрометрии и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Одновременно такие же исследования проводились с дермой контрольных животных. По результатам анализов рассчитывались средние значения концентрации золота, как у контрольных животных, так и у экспериментальных, для каждого образца магнитного устройства.

Исследования показали, что средняя величина концентраций золота у контрольных животных составила 0,028 мкг/г. Остальные результаты приведены в таблице.

Количество полюсов магнитаНапряженность поля в эргах3006001200Количество золота в дерме в мкг/г (средние значения)20,0310,0600,08140,0670,1300,16460,0930,1850,23380,1040,2110,266100,1110,2200,291120,1170,2330,302

В результате проведенного эксперимента установлено, что проникновение наночастиц золота увеличивается, как с увеличением количества полюсов магнитного устройства, так и с увеличением напряженности магнитного поля на его рабочей поверхности. Хотя эта зависимость не носит линейный характер.

Новизна предлагаемого изобретения следует из того, что многополюсные магниты, без пространственной разнесенности и с расположением полюсов в одной плоскости ранее не использовались для введения наночастиц диамагнетиков в биологические ткани. Его технический уровень вытекает из использования нанотехнологий. Применимость доказана экспериментально.

Предлагаемое устройство может изготавливаться не только круглой, но и любой другой формы. Для осуществления поставленных целей магнит следует упаковывать в футляр (оболочку) из материала, допускаемого для контакта с кожей человека, например: пластик, металл, стекло, керамика.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для введения диамагнитных наночастиц из лекарственных или косметических средств, представляющих дисперсные системы, в биологические ткани. Многополюсное магнитное устройство для введения диамагнитных наночастиц в биологическую ткань состоит из многополюсного магнита, все полюса которого расположены в одной плоскости, являющейся рабочей стороной устройства. Между полюсами нет пространственной разнесенности. Изобретение позволяет повысить степень введения наночастиц в биологическую ткань. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Многополюсное магнитное устройство для введения диамагнитных частиц в биологическую ткань, отличающееся тем, что содержит не менее 4-х полюсов, которые расположены в одной плоскости и между полюсами отсутствует пространственная разнесенность.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит до 12-ти полюсов.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что напряженность магнитного поля на рабочей поверхности составляет от 300 до 1200 Э.