4.2. Левитация без гравитации.
Второй подход был осуществлен без учета силы тяжести в уравнении (1) ( Fg=0). Такой способ можно использовать, когда механическая конструкция позволяет пренебречь гравитацией или когда генерируемые силы много больше чем нужно для левитации объекта. Итак, такая двойная конфигурация АМЛ представляется осевой и радиально-осевой системами. Токи описываются уравнением (4). Сигнал управления i был заранее вычислен посредством обратной связи.
Оба позиционера противодействуют друг другу. Сгенерированная сила компенсирует любое движение объекта относительно начального положения. Установившийся ток i0 и параметры контроллера соответствуют заданной жесткости и свойствам демпфирования.
5.Заключение.
Применение COMSOL Multiphysics для двойной САМЛ позволяет задавать число контрольных опытов моделирования. Применение функции Multi-turn позволяет определить реальные свойства электромагнита лучше, чем катушка, которая непосредственно управляется плотностью тока. Моделирование осуществлялось в условиях таких же как в экспериментах. В данном случае разрабатываемый контроллер был смоделирован прежде, чем в него были вложены денежные средства. Разработанная модель и контроллер могут быть оптимизированы для целевого применения на основе результатов моделирования. Проведенное исследование может быть применено в радиальных, аксиальных системах и одно/двух электромагнитах
для АМЛ. Следующая стадия в процессе исследования должна сверить результаты моделирования с экспериментальными данными. Кроме того, созданная модель будет дополнена напряжением катушки и электронной цепью регулирования структуры и свойств схемы.
Рисунок 3. Результаты моделирования левитации в гравитационном поле внешнего возбуждения.
Рисунок 4. Результаты моделирования левитации без гравитации.
СТАТЬЯ 2. Создание электромагнита с широким градиентным спектром для внедрения магнитных веществ в мозг мыши.
I. Hoke1 , C. Dahmani1 , T. Weyh1 1Heinz-Nixdorf Lehrstuhl für Medizinische Elektronik, Fakultät für Elektro-und Informationstechnik, Technische Universität München, Theresienstr. 90, D-80333 Munich, Germany Email: dahmani@tum.de
Краткий обзор: Применение наночастиц в сочетании с медицинскими веществами в борьбе с опухолью мозга является одним из самых больших препятствий нейронаучных исследованиях. Эта работа исследует оптимальную конструкцию электромагнита для преодоления гематоэнцефалического барьера путем воздействия внешнего магнитного поля. Установлено, что градиент поля жестко зависит от конструкции магнита. Модель состоит из оптимизированной катушки и магнитной системы. Моделирования и расчеты, касающиеся нагрева катушки получены с помощью программы COMSOL Multiphysics.
Ключевые слова: Магнитонаправленная доставка лекарственных препаратов, гематоэнцефалический барьер, опухоль мозга, электромагнит, катушка.
1.Введение.
Магнитонаправленная
доставка лекарств набрала популярность
в последние годы. Это новый терапевтический
метод, доставляющий медицинские вещества
посредством магнитного поля, также в
состав этих веществ входят парамагнитные
наночастицы. Вещества доставляются
только в определенные участки тела, не
затрагивая здоровые органы и ткани.
Если применить такой способ к лечению
опухоли мозга, то потребуется преодоление
гематоэнцефалического барьера, что
повлечет за собой действие химических
веществ в крови на внутренние части
черепа. Нам удалось экспериментально
определить магнитную силу, необходимую
для перемещения наночастиц в мозг, и
следовательно была необходимость в
использовании плотности магнитного
потока и магнитного поля со сравнительно
высоким градиентом, согласно формуле
Fmagnetic
.
В данной работе мы разработали электромагнит, который создает необходимые свойства магнитного поля в активном объеме 2х2х2 см3, которое полностью охватывает весь объем мозга лабораторной мыши. Мы задумали всю систему так, чтобы она была контролируемой и была малого размера.
Кроме того, мы провели тепловой анализ используемой катушки, для определения максимально допустимой температуры, до этого критическая температура составляла 65 °C. Было разобрано много вариантов, чтобы получить совершенное моделирование, которое обеспечивало бы наличие минимальной магнитной индукции равной 200 мТ и градиента поля 10 Т/м в нужном объеме.
В будущих тестах должны были участвовать мыши или крысы, чтобы удостовериться в правильности работы модели и простоте использования задуманной магнитной системы.
Рисунок 1. Проект предполагаемой экспериментальной установки для преодоления гематоэнцефалического барьера черепа мыши. Стрелки указывают направление сил для доставки наночастиц в череп.