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표적 항암제 전달을 위해 자성 산화철 나노입자의 움직임을 제어합니다.
저자 Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petukhov A, Mishanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O
Yana Toropova,1 Dmitry Korolev,1 Maria Istomina,1,2 Galina Shulmeyster,1 Alexey Petukhov,1,3 Vladimir Mishanin,1 Andrey Gorshkov,4 Ekaterina Podyacheva,1 Kamil Gareev,2 Alexei Bagrov,5 Oleg Demidov6,711러시아 연방 보건부 산하 알마조프 국립 의학 연구 센터, 상트페테르부르크, 197341, 러시아 연방; 2상트페테르부르크 전기공학대학교 "LETI", 상트페테르부르크, 197376, 러시아 연방; 3 러시아 연방 보건부 산하 알마조프 국립 의학 연구 센터 개인 맞춤 의학 센터, 상트페테르부르크, 197341, 러시아 연방; 4러시아 연방 보건부 산하 FSBI "AA 스모로딘체프 인플루엔자 연구소", 상트페테르부르크, 러시아 연방; 5 러시아 과학 아카데미 세체노프 진화생리학·생화학 연구소, 상트페테르부르크, 러시아 연방; 6 러시아 과학 아카데미 세포학 연구소, 상트페테르부르크, 194064, 러시아 연방; 7 프랑스 디종 부르고뉴-프랑슈콩테 대학교 의약학부 INSERM U1231, 프랑스 연락처: 야나 토로포바, 러시아 연방 보건부 알마조프 국립 의학 연구 센터, 상트페테르부르크, 197341, 러시아 연방 전화: +7 981 95264800 4997069 이메일: [email protected] 배경: 세포 증식 억제제 독성 문제에 대한 유망한 접근법 중 하나는 표적 약물 전달을 위해 자기 나노입자(MNP)를 사용하는 것입니다. 목적: 계산을 통해 생체 내에서 MNP를 제어하는 ​​최적의 자기장 특성을 결정하고, 생체 내외에서 마우스 종양에 대한 마그네트론 전달 효율을 평가합니다. (MNPs-ICG)를 사용했습니다. 종양을 이식한 쥐에서 자기장이 있는 경우와 없는 경우 모두에서 생체 내 발광 강도 연구를 수행했습니다. 이 연구는 러시아 보건부 산하 알마조프 국립 의학 연구 센터 실험 의학 연구소에서 개발한 유체역학적 지지체를 이용하여 진행되었습니다. 결과: 네오디뮴 자석을 사용하면 MNP의 선택적 축적이 촉진되었습니다. 종양을 이식한 쥐에 MNPs-ICG를 투여한 지 1분 후, MNPs-ICG는 주로 간에 축적되었습니다. 이는 자기장이 있는 경우와 없는 경우 모두에서 관찰되었으며, 이는 MNPs-ICG의 대사 경로를 나타냅니다. 자기장이 있는 경우 종양 부위의 형광 강도가 증가하는 것이 관찰되었지만, 간에서의 형광 강도는 시간에 따라 변화하지 않았습니다. 결론: 이러한 유형의 MNP는 계산된 자기장 강도와 결합하여 종양 조직에 세포독성 약물을 자기적으로 제어하여 전달하는 기술 개발의 기반이 될 수 있습니다. 핵심어: 형광 분석, 인도시아닌, 산화철 나노입자, 마그네트론을 이용한 항암제 전달, 종양 표적화
종양 질환은 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나입니다. 동시에 종양 질환의 발병률과 사망률은 지속적으로 증가하고 있습니다.¹ 현재 사용되는 화학 요법은 다양한 종양 치료의 주요 방법 중 하나입니다. 그러나 항암제의 전신 독성을 줄이는 방법 개발은 여전히 ​​중요한 과제입니다. 독성 문제를 해결할 수 있는 유망한 방법 중 하나는 나노 크기 운반체를 이용한 표적 약물 전달 방식입니다. 이 방식은 건강한 장기 및 조직에 약물이 축적되는 것을 방지하면서 종양 조직에 약물을 국소적으로 축적시킬 수 있습니다.² 이 방법을 통해 항암제의 종양 조직 표적화 및 효율성을 향상시키면서 전신 독성을 줄일 수 있습니다.
표적 항암제 전달에 고려되는 다양한 나노입자 중에서 자기 나노입자(MNP)는 독특한 화학적, 생물학적, 자기적 특성으로 인해 다용도로 활용될 수 있다는 점에서 특히 주목받고 있습니다. 따라서 자기 나노입자는 고온 치료(자기 고온 치료)를 통해 종양을 치료하는 가열 시스템으로 사용될 수 있으며, 자기공명 진단(MRI)과 같은 진단제로도 활용될 수 있습니다. 3-5 이러한 특성과 외부 자기장을 이용하여 특정 부위에 MNP를 축적시킬 수 있는 가능성을 결합하면, 종양 부위에 항암제를 표적 전달하는 다기능 마그네트론 시스템 개발의 가능성이 열립니다. 이러한 시스템은 MNP와 자기장을 포함하여 체내에서 MNP의 이동을 제어할 수 있습니다. 이 경우, 외부 자기장과 종양이 있는 신체 부위에 삽입된 자기 임플란트를 모두 자기장 발생원으로 사용할 수 있습니다. 6 그러나 첫 번째 방법은 약물의 자기 표적화를 위한 특수 장비의 필요성과 수술 시행을 위한 인력 교육의 필요성 등 심각한 단점을 가지고 있습니다. 또한, 이 방법은 비용이 많이 들고 신체 표면에 가까운 "표면적인" 종양에만 적합하다는 한계가 있습니다. 자기 임플란트를 사용하는 대안적인 방법은 이 기술의 적용 범위를 확장하여 신체의 다양한 부위에 위치한 종양에 적용할 수 있도록 합니다. 개별 자석과 혈관 내 스텐트에 통합된 자석 모두 속이 빈 장기의 종양 손상을 유발하고 개통성을 확보하기 위한 임플란트로 사용할 수 있습니다. 그러나 저희의 미발표 연구에 따르면, 이러한 임플란트는 혈류로부터 MNP를 유지하기에 충분한 자기력을 갖고 있지 않습니다.
마그네트론 약물 전달의 효율성은 여러 요인에 따라 달라집니다. 자기 담체 자체의 특성뿐만 아니라 자기장 발생원의 특성(영구 자석의 기하학적 매개변수 및 생성되는 자기장의 세기 포함)도 중요한 요소입니다. 성공적인 자기 유도 세포 억제제 전달 기술 개발을 위해서는 적절한 나노 크기 자기 약물 담체를 개발하고, 안전성을 평가하며, 체내에서 약물의 이동을 추적할 수 있는 시각화 프로토콜을 개발해야 합니다.
본 연구에서는 체내에서 자기 나노 약물 운반체를 제어하기 위한 최적의 자기장 특성을 수학적으로 계산했습니다. 이러한 계산된 특성을 적용하여 자기장을 가했을 때 혈관벽을 통과하는 자기 나노입자(MNP)의 잔류 가능성을 분리된 쥐 혈관에서 연구했습니다. 또한, MNP와 형광제를 접합한 물질을 합성하고 생체 내에서 이들을 시각화하는 프로토콜을 개발했습니다. 생체 내 조건에서는 종양 모델 마우스를 이용하여 자기장의 영향을 받으며 전신 투여했을 때 종양 조직에 MNP가 축적되는 효율을 연구했습니다.
시험관 내 연구에서는 기준 MNP를 사용했고, 생체 내 연구에서는 형광제(인돌시아닌; ICG)를 함유한 젖산 폴리에스테르(폴리락트산, PLA)로 코팅된 MNP를 사용했습니다. 이 경우 MNP-ICG는 (MNP-PLA-EDA-ICG)에 포함됩니다.
MNP의 합성 및 물리적, 화학적 특성은 다른 문헌에 자세히 설명되어 있습니다. 7,8
MNPs-ICG를 합성하기 위해 먼저 PLA-ICG 접합체를 제조했습니다. 분자량이 60kDa인 PLA-D와 PLA-L의 라세미 혼합물 분말을 사용했습니다.
PLA와 ICG는 모두 산성이므로 PLA-ICG 접합체를 합성하기 위해서는 먼저 PLA에 아미노 말단 스페이서를 합성해야 합니다. 이 스페이서는 ICG가 화학적으로 흡착되도록 도와줍니다. 스페이서는 에틸렌디아민(EDA)과 수용성 카르보디이미드인 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드(EDAC)를 사용하여 카르보디이미드법으로 합성했습니다. PLA-EDA 스페이서의 합성 방법은 다음과 같습니다. 0.1 g/mL PLA 클로로포름 용액 2 mL에 EDA와 EDAC를 각각 20배 몰 과량으로 첨가합니다. 합성은 15 mL 폴리프로필렌 시험관에서 진탕기(schecar)를 이용하여 300 min⁻¹의 속도로 2시간 동안 진행했습니다. 합성 과정은 그림 1에 나타냈습니다. 합성 조건을 최적화하기 위해 시약을 200배 몰 과량으로 사용하여 합성을 반복했습니다.
합성이 완료된 후, 과량의 침전된 폴리에틸렌 유도체를 제거하기 위해 용액을 3000 min⁻¹의 속도로 5분간 원심분리하였다. 그런 다음, 2 mL의 용액에 디메틸설폭사이드(DMSO)에 용해된 0.5 mg/mL ICG 용액 2 mL를 첨가하였다. 교반기를 300 min⁻¹의 속도로 2시간 동안 교반하였다. 얻어진 접합체의 모식도는 그림 2에 나타내었다.
200mg의 MNP에 4mL의 PLA-EDA-ICG 접합체를 첨가하였다. LS-220 셰이커(LOIP, 러시아)를 사용하여 30분 동안 300회/분의 주파수로 현탁액을 교반하였다. 그 후, 이소프로판올로 세 번 세척하고 자력 분리를 실시하였다. UZD-2 초음파 분산기(FSUE NII TVCH, 러시아)를 사용하여 현탁액에 IPA를 첨가하고 5-10분 동안 연속 초음파 처리를 실시하였다. 세 번째 IPA 세척 후, 침전물을 증류수로 세척하고 생리식염수에 2mg/mL 농도로 재현탁하였다.
ZetaSizer Ultra 장비(Malvern Instruments, 영국)를 사용하여 수용액에서 얻어진 MNP의 크기 분포를 연구했습니다. JEM-1400 STEM 전계 방출 음극이 장착된 투과 전자 현미경(TEM, JEOL, 일본)을 사용하여 MNP의 모양과 크기를 관찰했습니다.
본 연구에서는 다음과 같은 표준 크기(긴 축 길이 × 원통 직경)의 원통형 영구 자석(N35 등급, 니켈 보호 코팅)을 사용합니다: 0.5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm 및 5×2 mm.
모델 시스템에서 MNP 수송에 대한 시험관 내 연구는 러시아 보건부 산하 알마조프 국립 의학 연구 센터 실험 의학 연구소에서 개발한 유체역학적 지지체를 이용하여 수행되었습니다. 순환액(증류수 또는 크렙스-헨젤라이트 용액)의 부피는 225mL입니다. 영구 자석으로는 축 방향으로 자화된 원통형 자석을 사용했습니다. 자석은 중앙 유리관의 내벽에서 1.5mm 떨어진 홀더에 놓고, 자석의 끝이 유리관의 방향(수직)을 향하도록 배치했습니다. 폐쇄 루프 내 유체 유속은 60L/h(선형 속도 0.225m/s에 해당)입니다. 크렙스-헨젤라이트 용액은 혈장과 유사하기 때문에 순환액으로 사용되었습니다. 혈장의 동점성 계수는 ​​1.1~1.3mPa∙s입니다. 9. 자기장에 흡착된 MNP의 양은 실험 후 순환액 내 철 농도를 분광광도법으로 측정하여 결정한다.
또한, 개선된 유체역학 실험대에서 혈관의 상대 투과율을 측정하기 위한 실험 연구가 수행되었습니다. 유체역학적 지지대의 주요 구성 요소는 그림 3에 나타나 있습니다. 유체역학적 스텐트의 주요 구성 요소는 모델 혈관계의 단면을 모사하는 폐쇄 루프와 저장 탱크입니다. 연동 펌프를 이용하여 혈관 모듈의 윤곽을 따라 모델 유체를 이동시킵니다. 실험 중에는 기화 및 필요한 온도 범위를 유지하고 시스템 매개변수(온도, 압력, 유체 유량 및 pH 값)를 모니터링합니다.
그림 3. 경동맥 벽 투과성 연구에 사용된 장치의 블록도. 1-저장 탱크, 2-연동 펌프, 3-MNP를 함유한 현탁액을 루프에 주입하는 메커니즘, 4-유량계, 5-루프 내 압력 센서, 6-열교환기, 7-용기가 있는 챔버, 8-자기장 발생 장치, 9-탄화수소가 담긴 풍선.
용기를 포함하는 챔버는 세 개의 용기로 구성됩니다. 외부의 큰 용기와 중앙 회로의 팔이 통과하는 두 개의 작은 용기입니다. 캐뉼라는 작은 용기에 삽입되고, 큰 용기는 작은 용기에 연결되며, 캐뉼라 끝은 가는 철사로 단단히 묶입니다. 큰 용기와 작은 용기 사이의 공간은 증류수로 채워져 있으며, 열교환기와 연결되어 있어 온도가 일정하게 유지됩니다. 작은 용기 내부에는 혈관 세포의 생존력을 유지하기 위해 크렙스-헨젤라이트 용액이 채워져 있습니다. 저장 탱크와 용기가 있는 챔버 내부에도 크렙스-헨젤라이트 용액이 채워져 있습니다. 가스(탄소) 공급 시스템은 저장 탱크의 작은 용기와 용기 내부의 용액을 기화시키는 데 사용됩니다(그림 4).
그림 4. 용기가 놓이는 챔버. 1-혈관 삽입용 캐뉼라, 2-외부 챔버, 3-소형 챔버. 화살표는 모형 유체의 흐름을 나타낸다.
혈관벽의 상대적 투과성 지수를 측정하기 위해 쥐의 경동맥을 사용하였다.
MNP 현탁액(0.5mL)을 시스템에 도입할 때의 특징은 다음과 같습니다. 탱크와 루프 내 연결 파이프의 총 내부 용량은 20mL이고, 각 챔버의 내부 용량은 120mL입니다. 외부 자기장 발생원은 표준 크기 2×3mm의 영구 자석입니다. 이 자석은 작은 챔버 중 하나 위에 용기에서 1cm 떨어진 위치에 한쪽 끝이 용기 벽을 향하도록 설치했습니다. 온도는 37°C로 유지했습니다. 롤러 펌프의 출력은 50%로 설정했으며, 이는 17cm/s의 속도에 해당합니다. 대조군으로 영구 자석이 없는 셀에서 샘플을 채취했습니다.
특정 농도의 MNP를 투여한 후 1시간이 지나 챔버에서 액체 샘플을 채취했습니다. 입자 농도는 Unico 2802S UV-Vis 분광광도계(United Products & Instruments, USA)를 사용하여 측정했습니다. MNP 현탁액의 흡수 스펙트럼을 고려하여 450 nm에서 측정을 수행했습니다.
Rus-LASA-FELASA 가이드라인에 따라 모든 동물은 특정 병원균이 없는 시설에서 사육되었습니다. 본 연구는 동물 실험 및 연구에 관한 모든 관련 윤리 규정을 준수했으며, 알마조프 국립 의학 연구 센터(IACUC)의 윤리 승인을 받았습니다. 동물들은 물을 자유롭게 섭취할 수 있었고, 사료는 정기적으로 공급받았습니다.
본 연구는 마취된 12주령 수컷 면역결핍 NSG 마우스(NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) 10마리(체중 22g ± 10%)를 대상으로 진행되었다. 면역결핍 마우스는 면역 기능이 억제되어 있어 인간 세포 및 조직 이식 시 거부 반응이 나타나지 않는다. 각기 다른 우리에서 나온 동배 마우스들을 무작위로 실험군에 배정하였으며, 모든 마우스가 동일한 미생물군에 노출되도록 함께 사육하거나 다른 군집의 깔짚에 체계적으로 노출시켰다.
HeLa 인간 암세포주는 이종이식 모델 구축에 사용되었습니다. 세포는 글루타민이 함유된 DMEM(PanEco, 러시아) 배지에 10% 태아 소 혈청(Hyclone, 미국), 100 CFU/mL 페니실린, 100 μg/mL 스트렙토마이신을 첨가하여 배양했습니다. 이 세포주는 러시아 과학 아카데미 세포 연구소 유전자 발현 조절 연구실에서 제공받았습니다. 주입 전, HeLa 세포는 1:1 트립신:베르센 용액(Biolot, 러시아)을 사용하여 배양 용기에서 분리했습니다. 세척 후, 세포를 완전 배지에 200 μL당 5×10⁶개의 세포 농도로 현탁시키고, 기저막 매트릭스(LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®)로 1:1 비율로 희석했습니다(얼음 위에서). 준비된 세포 현탁액을 마우스 허벅지 피부에 피하 주사했습니다. 전자 캘리퍼를 사용하여 3일마다 종양 성장을 측정했습니다.
종양 크기가 500 mm³에 도달했을 때, 실험 동물의 종양 근처 근육 조직에 영구 자석을 이식했습니다. 실험군(MNPs-ICG + tumour-M)에는 MNP 현탁액 0.1 mL를 주입하고 자기장에 노출시켰습니다. 아무런 처치를 하지 않은 동물을 대조군(배경)으로 사용했습니다. 또한, MNP 현탁액 0.1 mL를 주입했지만 자석을 이식하지 않은 동물군(MNPs-ICG + tumor-BM)도 사용했습니다.
생체 내 및 시험관 내 시료의 형광 시각화는 IVIS Lumina LT 시리즈 III 바이오이미저(PerkinElmer Inc., 미국)를 사용하여 수행되었습니다. 시험관 내 시각화를 위해 합성 PLA-EDA-ICG 및 MNP-PLA-EDA-ICG 접합체 1mL를 플레이트 웰에 첨가했습니다. ICG 염료의 형광 특성을 고려하여 시료의 발광 강도를 측정하는 데 가장 적합한 필터를 선택했습니다. 최대 여기 파장은 745nm이고, 방출 파장은 815nm입니다. Living Image 4.5.5 소프트웨어(PerkinElmer Inc.)를 사용하여 접합체가 포함된 웰의 형광 강도를 정량적으로 측정했습니다.
MNP-PLA-EDA-ICG 접합체의 형광 강도와 축적량은 관심 부위에 자기장이 존재하지 않거나 적용되지 않은 생체 내 종양 모델 마우스에서 측정되었습니다. 마우스에 이소플루란으로 마취를 한 후, 0.1 mL의 MNP-PLA-EDA-ICG 접합체를 꼬리 정맥을 통해 주입했습니다. 형광 배경을 얻기 위해 처리하지 않은 마우스를 음성 대조군으로 사용했습니다. 접합체를 정맥 주사한 후, 2% 이소플루란으로 흡입 마취를 유지하면서 동물을 IVIS Lumina LT 시리즈 III 형광 이미저(PerkinElmer Inc.) 챔버 내의 가열 스테이지(37°C)에 놓았습니다. MNP 주입 후 1분과 15분에 ICG에 내장된 필터(745–815 nm)를 사용하여 신호를 검출했습니다.
종양 내 접합체 축적을 평가하기 위해 동물의 복강 부위를 종이로 덮어 간에 축적된 입자로 인한 밝은 형광을 제거했습니다. MNP-PLA-EDA-ICG의 생체 분포 연구 후, 동물들을 이소플루란 과다 투여로 인도적으로 안락사시키고 종양 부위를 분리하여 형광 방출량을 정량적으로 측정했습니다. 선택된 관심 영역에서 신호 분석을 위해 Living Image 4.5.5 소프트웨어(PerkinElmer Inc.)를 사용하여 수동으로 처리했습니다. 각 동물에 대해 3회 측정했습니다(n = 9).
본 연구에서는 MNPs-ICG에 ICG가 성공적으로 로딩된 양을 정량화하지 않았습니다. 또한, 서로 다른 형태의 영구자석의 영향 하에서 나노입자의 보유 효율을 비교하지 않았습니다. 더불어, 종양 조직 내 나노입자의 장기 보유에 대한 자기장의 영향도 평가하지 않았습니다.
나노입자가 주를 이루며 평균 크기는 195.4 nm입니다. 또한, 현탁액에는 평균 크기가 1176.0 nm인 응집체도 포함되어 있습니다(그림 5A). 이후, 해당 시료를 원심분리기로 여과했습니다. 입자의 제타 전위는 -15.69 mV입니다(그림 5B).
그림 5. 현탁액의 물리적 특성: (A) 입자 크기 분포; (B) 제타 전위에서의 입자 분포; (C) 나노입자의 투과전자현미경 사진.
입자 크기는 기본적으로 200nm이며(그림 5C), 20nm 크기의 단일 MNP와 전자 밀도가 낮은 PLA-EDA-ICG 접합 유기 껍질로 구성됩니다. 수용액에서 응집체가 형성되는 것은 개별 나노입자의 기전력의 상대적으로 낮은 크기로 설명할 수 있습니다.
영구 자석의 경우, 자화가 부피 V에 집중되면 적분식은 부피 적분과 표면 적분, 이렇게 두 개의 적분으로 나뉩니다.
자화가 일정한 시료의 경우 전류 밀도는 0입니다. 따라서 자기 유도 벡터의 표현은 다음과 같습니다.
수치 계산에는 MATLAB 프로그램(MathWorks, Inc., 미국)을 사용하며, ETU “LETI” 학술 라이선스 번호는 40502181입니다.
그림 7, 그림 8, 그림 9, 그림 10에서 볼 수 있듯이, 가장 강한 자기장은 원통 끝단에서 축 방향으로 배치된 자석에 의해 생성됩니다. 유효 작용 반경은 자석의 기하학적 형상과 같습니다. 원통의 길이가 지름보다 큰 원통형 자석의 경우, 가장 강한 자기장은 축-반경 방향(해당 성분에 대해)에서 관찰됩니다. 따라서 종횡비(지름과 길이)가 더 큰 한 쌍의 원통이 나노입자(MNP) 흡착에 가장 효과적입니다.
그림 7. 자석의 Oz 축을 따라 나타낸 자기 유도 강도 Bz 성분. 자석의 표준 크기: 검은색 선 0.5×2mm, 파란색 선 2×2mm, 녹색 선 3×2mm, 빨간색 선 5×2mm.
그림 8. 자기 유도 성분 Br은 자석 축 Oz에 수직입니다. 자석의 표준 크기는 검은색 선 0.5×2mm, 파란색 선 2×2mm, 녹색 선 3×2mm, 빨간색 선 5×2mm입니다.
그림 9. 자석 끝축(z=0)에서 거리 r만큼 떨어진 지점에서의 자기 유도 강도 Bz 성분. 자석의 표준 크기: 검은색 선 0.5×2mm, 파란색 선 2×2mm, 녹색 선 3×2mm, 빨간색 선 5×2mm.
그림 10. 방사 방향을 따른 자기 유도 성분; 표준 자석 크기: 검은색 선 0.5×2mm, 파란색 선 2×2mm, 녹색 선 3×2mm, 빨간색 선 5×2mm.
특수 유체역학 모델을 사용하면 종양 조직으로의 나노입자 전달 방법, 표적 부위에 나노입자를 집중시키는 방법, 그리고 순환계 내 유체역학적 조건 하에서 나노입자의 거동을 연구할 수 있습니다. 영구자석을 외부 자기장으로 사용할 수 있습니다. 나노입자 간의 정자기적 상호작용을 무시하고 자기 유체 모델을 고려하지 않는다면, 자석과 단일 나노입자 간의 상호작용은 쌍극자-쌍극자 근사법으로 추정하는 것으로 충분합니다.
여기서 m은 자석의 자기 모멘트이고, r은 나노입자가 위치한 지점의 반경 벡터이며, k는 시스템 인자입니다. 쌍극자 근사에서 자석의 자기장은 유사한 구성을 갖습니다(그림 11).
균일한 자기장에서는 나노입자가 자기력선을 따라 회전할 뿐입니다. 불균일한 자기장에서는 힘이 작용합니다.
주어진 방향 l의 미분값은 어디에 있는가? 또한, 힘은 나노입자를 장의 가장 불균일한 영역, 즉 힘선의 곡률과 밀도가 증가하는 영역으로 끌어당긴다.
따라서 입자가 위치한 영역에는 뚜렷한 축 방향 이방성을 갖는 충분히 강한 자석(또는 자석 사슬)을 사용하는 것이 바람직합니다.
표 1은 단일 자석이 적용 분야의 혈관 내에서 MNP를 포착하고 유지하는 데 충분한 자기장 소스로서 기능할 수 있음을 보여줍니다.