Journal of Experimental and Theoretical PhysicsJournal of Experimental and Theoretical Physics0044-45103034-641XRussian Academy of Science10.31857/S004445102304017XMacroscopic Flows Induced by a Ferromagnetic Fluid under the Action of a Rotating Magnetic FieldМакроскопические течения, индуцируемые феррожидкостью под действием вращающегося магнитного поляZubarevA. YuЗубаревА. Ю zubarev_a_yu_noemail@ras.ruMusikhinA. YuМусихинА. Ю musikhin_a_yu_noemail@ras.ruУральский Федеральный университет им. Б. Н. ЕльцинаYeltsin Ural Federal UniversityУральский Федеральный университет им. Б. Н. ЕльцинаYeltsin Ural Federal University010420231634602608

We consider the problem of excitation of steady-state circulation flows in a channel filled with a nonmagnetic liquid with an implanted cloud of a ferromagnetic fluid under the action of a uniform rotating magnetic field. Investigations are performed for developing a method for intensification of the drug transport in blood vessels. It is shown that for realistic values of system parameters in a channel of width of a few millimeters, flows with a velocity on the order of several millimeters per second can be developed, which can considerably intensify the transport in thrombose vessels with a stopped blood flow.

Рассмотрена задача о возбуждении стационарных циркуляционных течений в канале, заполненном немагнитной жидкостью с внедренным облаком феррожидкости под действием однородного вращающегося магнитного поля. Исследование проводится с целью развития метода интенсификации транспорта лекарств в кровеносных сосудах. Показано, что при реалистических значениях параметров системы, в канале шириной несколько миллиметров могут развиться течения со скоростью порядка нескольких миллиметров в секунду, что может обеспечить существенную интенсификацию транспорта в тромбированных сосудах с остановившимся кровотоком.

L. Thrums, Biomedical applications of magnetic nanoparticles in colloidal magnetic fluids. Basics, Development and application of ferrofluids, Springer, Berlin (2009).F. M. Creighton, Magnetic-based systems for treating occluded vessels, U.S. Patent No. 8.308.628 (2012).M. J. Clements, A mathematical model for magnetically-assisted delivery of thrombolytics in occluded blood vessels for ischemic stroke treatment: Doctoral dissertation, Texas University (2016).J. L. F. Gabayno, D. W. Liu, M. Chang, and Y. H. Lin, Nanoscale 7, 9 (2015).Q. Li, X. Liu, M. Chang, and Z. Lu, Materials 11, 11 (2018).A. Musikhin, A. Zubarev, M. Raboisson-Michel, G. Verger-Dubois, and P. Kuzhir, Phil. Trans. R. Soc. A. 378, (2020).В. М. Зайцев, М. И. Шлиомис, Журнал прикладной механики и технической физики, 5 (1969).R. Rosensweig, Ferrohydrodynamics, Cambridge, New York (1985).В. Покровский, Статистическая механика разбавленных суспензий, Наука, Москва (1978).Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Наука, Москва (1982).М. А. Марценюк, Ю. Л. Райхер, М. И. Шлиомис, ЖЭТФ 65, 1 (1973).E. Blums, A. Cebers, M. Maiorov, Magnetic Fluids, Walter de Gruyter, Berlin (1997).L. Trahms, Biomedical applications of magnetic nanoparticle. Colloidal magnetic fluids. Basics, development and applications of ferofluids, Springer, Berlin (2009).L. Chang, X. L. Liu, D. D. Fan, Y. Q. Miao, H. Zhang, H. P. Ma, Q. Y. Liu, P. Ma, W. M. Xue, Y. E. Luo, and H. M. Fan, Int. J. Nanomedicine 11, (2016).