Д - Ставропольский государственный медицинский университет

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В
МЕДИЦИНЕ
Чомаева Л.Х., Чомаев А.К., Самотканов Д.И.
ГБОУ ВПО Ставропольский государственный медицинский университет
В настоящее время активно исследуются свойства магнитных жидкостей, в частности
их теплоемкость и теплопроводность. Магнитные жидкости
представляют собой
коллоидные дисперсии магнитных материалов (ферромагнетиков: магнетита, ферритов) с
частицами
размером от 5 нанометров до 10 микрометров, стабилизированные в полярной
(водной или спиртовой)
и неполярной (углеводы и силиконы) средах с помощью
поверхностно-активных веществ или полимеров. Они сохраняют устойчивость в течение
двух-пяти лет и обладают при этом хорошей текучестью в сочетании с магнитными
свойствами.
Синтез магнитных жидкостей включает в себя стадии получения частиц очень малых
размеров, их стабилизацию в соответствующей жидкости-носителе и испытание полученной
дисперсии в гравитационном и магнитном полях. Способов получения магнитных жидкостей
много. Они основаны, на размельчении железа, никеля, кобальта до сотых долей микрона с
помощью мельниц, дугового или искрового разряда, с применением сложной аппаратуры и
большими затратами труда.
Магнитные жидкости оказывают более сильное охлаждающее действие, так как по
теплоемкости и теплопроводности превосходят многие вещества. Они проявляют свойства,
которые не вписываются в представление о магнитных жидкостях, как о жидком магните.
Уникальность магнитных жидкостей и возможность их практического использования в
различных отраслях народного хозяйства, способствует развитию фундаментальных
исследований по изучению их физических и химических свойств.
Магнитные жидкости нашли свое применение и в медицине. Известно, что в
настоящее время наблюдается увеличение количества больных ряда заболеваний: среди
них особенно прогрессируют злокачественные формы опухоли и различные заболевания
глаза. Мы знаем, что традиционные методы лечения, разрушая раковые клетки,
одновременно убивают и здоровые ткани. Здесь на помощь врачам приходят магнитные
жидкости. Магнитная жидкость
успешно применяется
для заживления язв и стойких
свищей, а так же для лечения гнойно-септических процессов. Современные ученые-медики
на практике возвращаются к использованию свойств магнитной жидкости для лечения
психических заболеваний. Успешно применяются эти технологии при обследовании больных
и диагностики различных болезней.
Магнитные коллоиды можно применять в качестве контрастного средства при
рентгеноскопии.
Обычно при рентгеновской диагностике желудочно-кишечного тракта
пользуются кашицей на основе сернокислого бария. Если учесть, что коллоидные
ферритовые частицы активно поглощают рентгеновские лучи, то можно говорить об
использовании магнитных жидкостей в качестве рентгеноконтрастных веществ для
диагностики полых органов. Все процедуры при этом существенно упрощаются.
При лечении незаживающих ран, язв и свищей метод заключается в том, что в
свищевой канал вводится магнитная жидкость, а на область наружного свищевого отверстия
накладывают постоянный магнит. Фиксированное положение магнитной жидкости в
свищевом канале надежно герметизирует свищ, не мешая процессам заживления.
В области офтальмологии ученые-исследователи утверждают, что в ближайшем
будущем можно будет предотвратить слепоту у людей с поврежденной сетчаткой, используя
магнитную жидкость. Сетчатка - это тонкий, светочувствительный слой ткани на задней
поверхности глаза. Если она повреждается или отслаивается в результате травмы или
болезни, зрение ухудшается и может наступить слепота. Обычно для возвращения
поврежденной сетчатки используется силиконовая жидкость, но исследователи обнаружили,
что лучшим образом может решить эту проблему намагниченная жидкость.
Действительно, такой метод значительно более точен, поскольку он позволяет жидкости
двигаться под действием внешнего магнита и достигать таких участков глаза, которые
трудно достижимы другими способами.
До сих пор испытания нового материала проводили только в лаборатории, но ученые
надеются, что в ближайшее время начнутся испытания на животных, а несколько позже –
клинические исследования на человеке.
По новой технологии ультрамалые частички кобальта или магнитного железняка
смешиваются с жидкостью на основе силикона, которая становится магнитной и может быть
подвергнута воздействию внешнего магнитного поля. Кобальт может быть токсичным,
поэтому ученые чаще используют магнетит - материал на основе железа.
Например, противоопухолевые препараты очень вредны для здоровья клеток. Но если
их смешать с магнитной жидкостью и ввести в кровь, а у опухоли расположить магнит, то
магнитная жидкость, а вместе с ней и лекарство сосредотачиваются у пораженного участка,
не нанося вреда всему организму.
Термодинамические свойства магнитных жидкостей легли в основу одного из
методов лечения злокачественной формы опухоли головного мозга – глиобластомы.
Магнито-жидкостная гипертермия - активно исследуемый в настоящее время метод
термического
разрушения
злокачественных
опухолей.
В
отличие
от
лазерной,
радиочастотной и микроволновой абляции, энергия электромагнитного поля поглощается не
тканями опухоли, а введенными в опухоль магнитными наночастицами. Потенциальное
преимущество этого метода заключается в возможности формирования объемного источника
тепла, более адекватно отвечающего конкретной ситуации (форма опухоли, теплофизические
свойства тканей, особенности перфузии в опухоли и ее окрестности). Практическая
реализация этого метода сталкивается с комплексом проблем уже на стадии исследования
процессов поглощения энергии частицами, что обусловлено резкими изменениями
зависимостью от метода синтеза и свойств матрицы) динамических свойств
(и
жидких
дисперсий магнитных частицы в диапазоне однодоменных и субдоменных размеров 10100нм. Метод состоит в том, что в опухолевую ткань под наркозом вводится жидкость,
содержащая микроскопические частицы железа, которые поглощаются раковыми клетками.
Затем опухоль подвергается воздействию внешнего магнитного поля, в результате чего
наночастицы железа нагреваются до температуры 45 градусов Цельсия. Такой нагрев
разрушает опухолевую ткань и одновременно усиливает эффективность последующей
лучевой терапии. Однако, лечение эффективно пока лишь на ранних стадиях заболевания.
Наночастицы железа поступают в опухоль с помощью сверхчувствительной электронной
навигационной системы. Это делает возможным проводить лечение глиобластомы, которая
залегает глубоко в тканях мозга или располагается рядом с участками мозга, отвечающими
за речь и моторные функции.
Метод магнито-жидкостной гипертермии развивается уже 12 лет и прошел успешные
испытания на животных. Магнитные жидкости могут найти и другие медицинские
применения, такие как целевая лекарственная химиотерапия. По этой технологии магнит,
находящийся вне тела человека, должен направлять лекарство непосредственно в места
расположения раковой опухоли, будь то опухоль легкого, простаты или мозга.
Литература
1.Кашевский Б.Э.//ИФЖ. 2005. Т.78 №.2.С.83
2.Кашевский Б.И., Улащик В.С., Истомин Ю.П. и др.//ДАН Беларуси. 2010. Т.54 №2. С.114