Estudio por dinámica molecular browniana de nanopartículas bajo efecto de un campo magnético externo
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2019-06-20
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Descripción
En este trabajo se muestran los resultados de la simulación por medio de la técnica de dinámica molecular Browniana de la trayectoria de nanopartículas magnéticas presentes en torrente sanguíneo teniendo en cuenta campos magnéticos y colisiones aleatorias con los elementos formes que componen la sangre. El vaso sanguíneo se considera como un tubo cilíndrico, con simetría radial y flujo laminar constante. La nanopartícula es inyectada por el torrente sanguíneo cerca de la zona objetivo a lo largo del vaso para ser dirigida mediante campos magnéticos externos generados por imanes permanentes, las líneas de campo magnético tienen una orientación perpendicular al flujo sanguíneo. Son tomadas en cuenta todas aquellas fuerzas que se esperan afecten significativamente el transporte de la nanopartícula como la fuerza de magnetización, la fuerza de arrastre y la fuerza aleatoria generada a partir de las colisiones de la nanopartícula. Se determina que cuando se presentan mayores colisiones las nanopartículas se desvían de la trayectoria en la cual no son tomadas en cuenta estas condiciones, esto debido a que la fuerza aleatoria produce un cambio en el ángulo que direcciona a la nanopartícula, ocasionando una variación en su velocidad y por ende en su posición.
Resumen
In this work the results of the simulation by means of the Brownian molecular dynamics technique of the trajectory of magnetic nanoparticles present in the bloodstream are shown taking into account magnetic fields and random collisions with the formed elements that make up the blood. The blood vessel is considered as a cylindrical tube, with radial symmetry and constant laminar flow. The nanoparticle is injected into the bloodstream near the target zone along the vessel to be directed by external magnetic fields generated by permanent magnets, the magnetic field lines are oriented perpendicular to the blood flow. All those forces that are expected to significantly affect the transport of the nanoparticle are taken into account, such as the magnetization force, the drag force and the random force generated from the nanoparticle collisions. It is determined that when larger collisions occur, the nanoparticles deviate from the path in which these conditions are not taken into account, this because the random force produces a change in the angle that directs the nanoparticle, causing a variation in its speed and therefore in position.
Palabras clave
Nanopartículas magnéticas, Dinámica molecular Browniana, Ecuación de langevin