خلاصه اختراع

این اختراع شامل طراحی و ساخت یک نمونه کوچک از دستگاه متمرکز کننده میدان مغناطیسی ساکن، جهت کنترل و جابجایی میکرو ذرات مغناطیسی در محیط سیال می باشد. این وسیله در گستره تجهیزات پزشکی قرار داشته و حاصل تلفیق سه زمینه فنی از قبیل مکانیک، مغناطیس و الکترونیک می باشد. از جمله کاربردهای مهم این دستگاه، درمان تومورها و توده های سرطانی و نیز گرفتگی شریان ها و مجاری بدن موجود زنده می باشد. به وسیله این دستگاه عامل دارویی پس از تزریق به درون بافت بدن، در محل مورد نظر پزشک به مدت زمان معین، جهت تبادل عامل دارویی با بافت آسیب دیده، جابه جا، متمرکز و ایستا می شود. این وسیله از نظر ساختاری از سه قسمت عمده تشکیل شده است: هسته فلزی با شکل هندسی و جنس مشخص، سیملوله، منبع تغذیه الکتریکی. شکل کلی دستگاه به شکل یک فضای مربعی است که یک ضلع آن دارای فاصله هوایی با طول معین میباشد، لذا دستگاه شامل سه بازوی پیوسته و دو فک میباشد. دو فک این دستگاه به شکل مخروط ناقص با ابعاد معین است. هسته فلزی، خود از پنج قسمت مجزا ساخته شده که توسط چهار عدد پیچ به یکدیگر متصل شده اند. بر روی هر سه بازوی این دستگاه، سه عدد سیم لوله با دور مشخص قرار گرفته است که مجموع این نه عدد سیم لوله به طور سری به یکدیگر ارتباط دارند. سیستم با برق جریان مستقیم و آمپراژ معین کار میکند. کلیه ادوات و مواد مورد نیاز برای ساخت این دستگاه در داخل کشور موجود است. حجم و وزن دستگاه با توجه به نوع موجود زنده ای که قرار است تحت تاثیر دستگاه قرار گیرد، قابلیت تنظیم و تغییر دارد. این دستگاه هیچ گونه عمل تهاجمی بر روی بدن موجود زنده انجام نمی دهد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

این وسیله در گستره تجهیزات پزشکی قرار داشته و حاصل تلفیق سه زمینه فنی از قبیل مکانیک، مغناطیس و الکترونیک می باشد.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

از جمله کاربردهای مهم این دستگاه، درمان و تمرکز دارویی هدفمند به تومورها و توده های سرطانی و نیز گرفتگی شریان ها و مجاری بدن موجود زنده می باشد. ارائه ترکیب درمانی به محل و موضع مورد هدف، مشکل عمده ای در درمان بسیاری از بیماری ها است. در سيستم هاي دارو رساني سنتي عملا هيچ كنترلي بر روي زمان، مكان و سرعت آزاد سازي دارو وجود ندارد، علاوه بر اين غلظت دارو مرتبا در خون داراي نوساناتی به صورت دره و پيك می باشد و ممکن است از رنج درماني فراتر برود و كارايي كمتر و عوارض جانبي بيشتر را موجب گردد. از سوی دیگر مساله اساسی در درمان به روش شیمی درمانی، موثر نبودن داروها نیست چراکه داروهای ضد سرطان بسیار موثر و با عملکرد بسیار موفق موجود است اما مشکل اساسی این است که در استفاده از این مواد دارویی سلول های دیگر قسمت های بدن نیز تحت تاثیر واقع می شوند. درجه و میزان شدت درمان با روش شیمی درمانی، معمولا با توجه به دوز دارویی که توسط فرد بیمار قابل تحمل است، تعیین می شود نه بر اساس دوز مورد نیاز برای از بین بردن سلول های سرطانی، که این مساله عدم موثر بودن این گونه از درمان ها را بیان می کند. استفاده از داروهای مغناطیسی هدف دار، علاوه بر اینکه باعث تمرکز دارو در یک نقطه خاص می شود، موجب می گردد که بتوان از داروهای گران قیمت نیز استفاده نمود، چراکه مقدار کمی از دارو می تواند در محل مورد نظر متمرکز شود. علاوه بر این با چنین روشی می توان از داروهای با طول عمر کوتاه نیز در کمترین زمان ممکن، قبل از افت بازده درمانی خود، در محل مورد نیاز استفاده نمود. اگر چه هدف گیری مغناطیسی در حال حاضر سودمند می-نماید اما مساله ای که وجود دارد این است که ذرات مغناطیسی فقط توسط ناحیه ای از میدان مغناطیسی که دارای گرادیان بالایی است، جذب می شوند. آنچه که به عنوان یک چالش پیش روی قرار دارد این است که، حتی با شدت میدان های بسیار زیاد هم ( در حدود 4 تا 8 تسلا )، ذرات مغناطیسی نمی توانند بر روی تومورهایی با عمق بیش از 5 سانتی متر متمرکز شوند. در واقع با استفاده از آهن ربای ثابت ممکن نیست که بتوان به اهداف عمیق تر دست یافت. اهدافی از قبیل سر، شش، کبد و… . با توجه به آنچه که بیان شد، هدف از اختراع مورد بحث، ساخت یک نمونه کوچک از دستگاه متمرکز کننده میدان مغناطیسی ساکن است که قابلیت تمرکز میدان مغناطیسی و نفوذ اثر میدان در عمق بافت بدن موجود زنده را داشته و با به دام انداختن ذرات مغناطیسی قادر به جابجایی و کنترل آنها در محیط سیال باشد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

برای رسیدن به تمرکز میدان مغناطیسی ساکن برای افزایش چگالی میدان مغناطیسی و نیز تاثیر گذاری بر توده ذرات مغناطیسی، از سه اصل اساسی که مربوط به ماهیت فیزیکی میدان های مغناطیسی می­گردد استفاده شد. مورد اول اینکه ذرات مغناطیسی (دیا/فرو/پارا مغناطیسی) با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی، تحت تاثیر میدان شروع به هم جهت نمودن حوزه های مغناطیسی خود با خطوط میدان مغناطیسی می­کنند. مورد دوم اینکه کیفیت شار مغناطیسی به سطح مقطع مسیری که در آن جریان دارد وابستگی دارد. مورد سوم اینکه میدان­های مغناطیسی همیشه یک مسیر بسته را تشکیل می­دهند. حال اگر شار مغناطیسی را مانند جریان آب در یک کانال فرض کنیم با توجه به معادلات فیزیکی حاکم بر مکانیک سیالات می­توان توضیح داد که با کم شدن سطح مقطع در یک کانال، سرعت جریان آب در محل تنگ شدگی افزایش میابد و البته فشار افت پیدا می­کند  لذا اگر ضمن حفظ تنگ شدگی در کانال اختلاف فشار را در کانال افزایش دهیم، نتیجه ایجاد یک جریان با سرعت و فشار بالا در محل تنگ شدگی خواهد بود. با نگاه کاربردی به این دو ویژگی و مشابه سازی می­توان دریافت، اگر شار مغناطیسی که در یک هسته فلزی جریان دارد را به سمت یک مقطع کوچکتر هدایت کنیم و از طرفی جریان الکتریکی را ثابت نگه داریم، با توجه به معادلات مغناطیسی حاکم بر مساله می توان انتظار افزایش چگالی میدان مغناطیسی را داشت. در این اختراع ابتدا یک هسته فلزی به شکل مربعی که در یک ضلع آن انفصال و فاصله هوایی وجود دارد، طراحی و ساخته شد. سپس تعدادی سیم لوله با ویژگی معین در سه ضلع دیگر این مربع قرار گرفت تا تولید شار مغناطیسی را میسر نمایند. سپس در محل فاصله هوایی دو فک مخروطی شکل با فاصله معین از یکدیگر نصب گردید. در حد فاصل بین دو فک عاملی که نیاز به تمرکز میدان مغناطیسی دارد، قرار می­گیرد.

مزایای اختراع:

• قابلیت ایجاد تمرکز پایدار میدان مغناطیسی ساکن جهت نفوذ به درون بافت
• تنظیم شدت نفوذ دستگاه به درون بافت
• قابلیت متمرکز سازی عامل دارویی بدون جراحی و عمل تهاجی
• قابلیت تنظیم دستگاه برای عامل درمان شونده با ابعاد متفاوت
• وجود بخش زیادی از مواد و لوازم مورد نیاز جهت ساخت دستگاه در داخل کشور
• عدم وجود نمونه خارجی
• قابیلت کار آسان با دستگاه و کاربر پسند بودن آن
• نداشتن عوارض جانبی برای کارکنان و بیمار
• قابلیت نصب و راه اندازی آسان