磁性颗粒的三维聚集

磁性药物递送是一种有前景的疗法，因为磁场能够不受扰动地穿透人体组织。磁性药物递送中长期存在的挑战之一是无法在体内非侵入性地产生三维聚集。恩肖定理证明了在如磁场这类无旋且无散度的场中不可能产生能量极小点。然而，恩肖定理的假设之一是静态场。本文我们展示可利用动态变化的场以及通常存在的耗散力（如阻力）来为磁性颗粒创造稳定的聚集点。我们还引入了用于设计合适磁场以在特定流体中控制给定磁性颗粒的理论框架。该框架能够准确确定在多种磁性颗粒及多种生物相关流体中实现聚集所需的参数。通过将磁性颗粒包覆所需治疗剂或将其附着于细胞，可在靶向药物递送和基于细胞的疗法等治疗中创建一类新的治疗方法。通过动态改变聚集点，还可引导药剂沿体内特定路径行进。这种利用耗散力为颗粒创造稳定三维聚集点的技术有可能扩展至广泛应用，如微观与宏观操控、机器人技术、引导自组装、磁等离子体约束、组织工程以及量子计算机的离子阱。