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靶向磁场发生器的研究

靶向磁场发生器的研究

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作者：付一奎重庆大学

学位级别：硕士

磁靶向给药系统是靶向给药系统的一种,近几年来成为研究热点之一。磁靶向给药系统的目的是使磁性药物微粒在引导磁场的作用下,到达靶区并振荡释放。引导磁场要求有一定的磁场强度和磁场陡度,而且在空间上分布,以利于磁性药物的振荡吸收... 详细信息

磁靶向给药系统是靶向给药系统的一种,近几年来成为研究热点之一。磁靶向给药系统的目的是使磁性药物微粒在引导磁场的作用下,到达靶区并振荡释放。引导磁场要求有一定的磁场强度和磁场陡度,而且在空间上分布,以利于磁性药物的振荡吸收。现在研究的靶向磁场发生装置中磁场陡度不是很高,而且只是在靶向两极产生磁场,没有在空间上分布,为此本文提出了磁场陡度性好,在空间分布的靶向磁场发生器的研究方案。本文做的主要内容如下: ①阐述了旋转磁场的各种产生方式,通过对比分析确定电磁线圈产生旋转磁场的方式比较适合旋转磁场靶向研究。 ②通过对磁性材料特性的了解以及对磁性材料要求的分析,提出了用软磁性材料硅钢片作为磁极材料,工业纯铁作为磁轭材料。 ③根据磁场强度陡度高的要求,提出了利用电容对电磁线圈实行前沿和后沿箝位的方法。由于要求快速关断,采用关断速度比较快的功率场效应晶体管MOSFET作为开关器件。蓄电池供电体积大,不方便移动,为此设计了输出电流为10安培左右的电压源电路。利用PSIM仿真软件对主电路进行了仿真分析,验证主电路的可行性。 ④对驱动电路进行了设计。主电路上桥臂开关管由于是浮地,需要独立的电源。为了减少供电电源的数目,提出自举供电的驱动电路解决方案。自举供电中自举电容的确定至关重要,为此分析并计算自举电容值。对设计的驱动电路进行实验,测得的波形完全符合功率场效应晶体管MOSFET的驱动要求。 ⑤对控制电路进行了设计。为了使单片机输出的脉冲信号占空比为50%,使用D触发器设计了二分频电路来实现相应的驱动控制信号。设计了相应的程序流程图,实现了拨动开关控制频率档位、线圈控制口依次导通的功能。 ⑥对各种电流波形进行了对比分析,确定了双极性延时方波更适合靶向治疗。对磁性微粒在双极性延时方波中的运动及受力做了定性分析,知道了双极性延时方波有利于药物振荡释药的原因。Protel软件绘制了PCB板,并对实验板进行了调试。调试结果表明本文所设计的靶向磁场发生器解决了现有的靶向磁场发生器磁场陡度不高的问题,为下一步的产品开发奠定了良好的基础。 ⑦最后对研究工作进行了总结和展望,并指出了进一步的研究方向和内容。

关键词：磁靶向给药系统靶向磁场箝位自举供电

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用于脑血栓治疗的靶向磁场发生器研究

用于脑血栓治疗的靶向磁场发生器研究

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作者：韩光山东大学

学位级别：硕士

在脑血栓和其他疾病的治疗领域中,靶向治疗系统正在逐渐兴起,进入人们的视野。而磁靶向给药系统作为靶向给药系统中重要的一中,近几年自然成为了研究的热点。所谓磁靶向给药系统,是指在引导磁场的作用下借助载体、配体或抗体将药物通过... 详细信息

在脑血栓和其他疾病的治疗领域中,靶向治疗系统正在逐渐兴起,进入人们的视野。而磁靶向给药系统作为靶向给药系统中重要的一中,近几年自然成为了研究的热点。所谓磁靶向给药系统,是指在引导磁场的作用下借助载体、配体或抗体将药物通过局部给药胃肠道、或全身血液循环而选择性地浓集定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统。针对当前市场上多数引导磁场磁场陡度和强度不合适,而且不能在空间均匀分布。本文提出了一种磁场强度和陡度良好,能够在空间均匀分布的靶向磁场发生器方案。本文对靶向磁场发生器做了深入的研究,从事了下面几项工作：(1)对比了靶向磁场的几种不同产生方式,最终确定利用电磁线圈比较适合产生靶向磁场。(2)磁靶向给药系统中粒子运动过程比较复杂,本论文对运动过程中的物理场进行分析,为后文提供理论依据。(3)本论文提出了新的几何模型,利用Ansoft有限元仿真软件进行仿真,最终确立了产生靶向磁场的模型。在该仿真环境下,对各个子线圈的半径的大小进行分析对比,从而确定了具体参数。(4)对于每个子线圈的电流的大小,利用遗传算法对磁场聚焦性能进行优化,从而得到了在该模型情况下最佳的子线圈的电流组合方案。对优化后和优化前的磁场进行比较,可以看出优化后磁场的优化性能有极大提高。(5)对充电电路进行硬件设计,为了得到更好的波形效果,论文决定采用IGBT并联的方式,并采用EXB841驱动的方式并进行仿真。(6)最后论文对主要的工作进行了总结。通过上述工作,验证了电磁线圈产生靶向磁场的可行性,为今后这方面的研究工作提供一定的借鉴。

关键词：磁靶向给药系统靶向磁场 Ansoft仿真遗传算法

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