Моделирование магнитотаргетинга лекарственных средств, основанное на вычислении проницаемости электромагнитного поля в ткани организма человека

Анализ исследований в области таргетной доставки препаратов, генов и стволовых клеток показал низкий уровень точности прикладных и практических исследований в данной области. В настоящее время применяется экстракорпоральное электромагнитное воздействие на фармакологический комплекс с наночастицей ферромагнетика. Однако при таком подходе достаточно сложно реализовать алгоритм введения препарата в топографическую область (орган-мишень), поскольку на практике клиническое применение технологии транспорта лекарственных средств с учетом физико-химических свойств тканей организма человека детально не изучено. Существующие модели представляют различные физико-математические подходы, которые не учитывают биоэлектрические и электростатические свойства тканей изучаемых организмов животных и человека. Разработка алгоритмов и программного моделирования данной технологии позволит рассчитать переменные частоты для магнитотаргетинга в цифровом фантоме человека. Это уменьшит временные затраты на стадии пилотных и клинических испытаний. В статье приведены методология и результаты мультифизического и математического моделирования в пакете Sim4Life for Science, V7.0 на примере вычислений управляющих параметров электромагнитного поля региона в области обычного введения препаратов – в сосуды предплечья.

1. Модель воздействия электромагнитного поля на биологические ткани / П. В. Камлач [и др.] // Доклады БГУИР. 2020. Т. 18, № 8. С. 46–52.

2. Чураков, А. В. Принципы моделирования и проектирования приборов магнито- и ультразвуковой терапии / А. В. Чураков. Минск: Белор. госуд. ун-т информ. и радиоэлек., 2019. 146 с.

3. Электромагнитотерапия: новые данные и технологии / В. С. Улащик [и др.]. Минск: Белар. навука, 2018.

4. Sim4Life Light Reference Guide Release 7.0. Switzerland: Zurich MedTech, 2023.

5. Cadwell, J. Principles of Magnetoelectric Stimulation in Clinical Neurophysiology / J. Cadwell, S. Chokroverty. Boston, 1990.

6. Taflove, A. Computational Electrodynamics: the Finite-Difference Time-Domain Method / А. Taflove, S. C. Hagness, 3rd ed. Norwood, MA: Artech House, 2005.