Математическую модель, которая поможет улучшить доставку лекарства для восстановления кровотока в тромбированных кровеносных сосудах, создали ученые Уральского федерального университета (УрФУ) в содружестве с коллегами из Университета Лазурного берега (Франция), 25 октября сообщает пресс-служба УрФУ.

Результаты исследования модели процесса движения лекарственного препарата в кровеносном сосуде авторы представили в статье «К теории магнитоиндуцированного течения в тромбированных каналах», опубликованной в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Серьезное и трудноизлечимое заболевание — тромбоз кровеносных сосудов, часто становится причиной летального исхода. Для его лечения обычно в кровеносные сосуды вводят тромболитики, которые растворяют тромбы и восстанавливают кровоток.

Однако находящиеся в кровеносном сосуде тромбы затрудняют перемещение по нему тромболитиков, существенно замедляя лечение и снижая его эффективность. Соавтор статьи, руководитель разработки математической модели, профессор кафедры теоретической и математической физики УрФУ Андрей Зубарев рассказал о предлагаемых методах решения этой проблемы:

«Предпринимаются попытки ускорить распространение тромболитиков с помощью различных физических воздействий. Так, исследователи Техасского университета предложили внедрять в тромбированный сосуд каплю с магнитными наночастицами и затем воздействовать на нее переменным — осциллирующим или, например, вращающимся — магнитными полем».

Предполагается, что результатом такого воздействия станет вращательное и поступательное движение наночастиц, которые вовлекут в такое движение кровь в сосуде. Это, в свою очередь, приведет к ускоренному смешиванию тромболитика с кровью, после чего его продвижение по сосуду ускорится.

Однако, указывают разработчики модели, для реализации идеи техасских ученых нужно предварительно изучить влияние на этот процесс множества аспектов, таких как размер и форма капли, расположение в ней магнитных частиц, конфигурация, частота, напряженность поля и ряд других факторов, чтобы получить желаемый результат.

С этой целью коллектив ученых ранее смоделировал случаи, когда магнитное поле в кровеносном сосуде воздействует на каплю магнитной жидкости в форме некоего «облачка наночастиц».

В новой модели ими была математически описана ситуация, когда при помощи постоянного внешнего поля капля магнитной жидкости «растягивается» в слой вдоль сосуда. При этом характеристики сосуда соответствуют параметрам тромбированных кровеносных сосудов.

«Предполагается, что толщина слоя магнитной жидкости меньше толщины сосуда, и есть более или менее выраженная граница между ним и частью крови, относительно свободной от наночастиц. Наша работа показывает, что в этом случае при помощи вращающегося магнитного поля можно возбудить более интенсивные потоки, чем в случае „облачка“. Увеличение частоты поля приводит к возрастанию скорости генерируемых потоков на один-два порядка. Таким образом, процесс доставки лекарства к тромбу может быть намного более быстрым, чем без воздействия магнитного поля», — пояснил результаты моделирования Андрей Зубарев.

Ученый считает, что их модели помогут понять физическую природу генерации описанных потоков и могут быть также использованы там, где существует необходимость в перемешивании каких-либо примесей жидкости в тонких сосудах, например, в химических и биохимических технологиях.