En la imagen se muestra un anillo infinito formado por nanopartículas magnéticas en respuesta al campo magnético. El centro del anillo infinito representa el transporte balístico donde se acumulan las nanopartículas, mientras que el tono más claro del anillo muestra el transporte difusivo donde las nanopartículas están libres y se difunden. Este proceso fundamental de magnetoforesis es fundamental para varias aplicaciones biomédicas y también ha estado protegiendo la Tierra al desviar las partículas cargadas en la magnetosfera. Los investigadores de la UIC han desarrollado un modelo predictivo para comprender y controlar la magnetoforesis. Crédito:Ayankola Ayansiji y Meenesh Singh
El movimiento de las partículas magnéticas a medida que atraviesan un campo magnético se llama magnetoforesis. Hasta ahora, no se sabía mucho sobre los factores que influyen en estas partículas y su movimiento. Ahora, Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago describen varios procesos fundamentales asociados con el movimiento de partículas magnéticas a través de fluidos cuando son atraídas por un campo magnético.
Sus hallazgos se publican en la revista. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
Comprender más sobre el movimiento de las partículas magnéticas a medida que atraviesan un campo magnético tiene numerosas aplicaciones, incluida la administración de fármacos, biosensores, imagen molecular, y catálisis. Por ejemplo, Las nanopartículas magnéticas cargadas con medicamentos se pueden administrar a puntos discretos del cuerpo después de inyectarse en el torrente sanguíneo o en el líquido cefalorraquídeo mediante imanes. Este proceso se utiliza actualmente en algunas formas de quimioterapia para el tratamiento del cáncer.
"Necesitamos saber más sobre cómo se mueven las partículas magnéticas para poder predecir mejor qué tan rápido se mueven, cuántos alcanzarán sus objetivos y cuándo y qué factores influyen en sus comportamientos a medida que se mueven a través de varios fluidos, "dijo Meenesh Singh, Profesor asistente de ingeniería química de la UIC en la Facultad de Ingeniería y autor correspondiente del artículo.
Meenesh y sus colegas encontraron que cuatro factores principales influyen en el movimiento de las partículas magnéticas:la diferencia entre las propiedades magnéticas de las partículas y la solución por la que se mueven, el gradiente del campo magnético, las interacciones magnéticas entre partículas o cuánto se pegan entre sí, y la interacción de las cargas eléctricas de las partículas con el campo magnético.
"Podemos aprovechar este nuevo conocimiento para aumentar la especificidad por la cual las nanopartículas magnéticas alcanzan los tejidos diana deseados en el sistema nervioso central". "dijo Andreas Linninger, Profesor de bioingeniería de la UIC en la Facultad de Ingeniería y primer autor del artículo.
Con base en estos hallazgos, los investigadores crearon una fórmula matemática con todos estos factores incluidos. Usando datos del mundo real, poblaron su modelo y pudieron predecir con precisión la velocidad y ubicación de las partículas en sistemas reales.
"Al utilizar nuestro modelo, Los médicos y los investigadores estarán en mejores condiciones de diseñar nanopartículas magnéticas para administrar fármacos u otras moléculas y hacerlo con mucha más precisión. "Meenesh dijo." Este modelo también puede predecir el movimiento de partículas magnéticas cargadas en varias aplicaciones, incluida la desviación de partículas cargadas en la magnetosfera terrestre ".