血栓性疾病严重威胁人类生命健康,由脑血栓引起的脑梗有效治疗时间窗往往限制在发病后数小时内。当前针对血栓脑梗的临床治疗主要采用外科手术和药物溶栓两种方法,前者对患者产生巨大痛苦同时易导致术后并发症,后者为快速溶栓而大剂量使用溶栓药物,极易诱发出血并发症。因此,开展小剂量用药前提下的快速溶栓技术研究具有重要现实意义。本文研究复合磁场操控Fe3O4纳米粒子结合低剂量溶栓药物实现快速溶栓的原理与技术。主要研究内容与成果包括:阐明了磁性纳米粒子在血栓与溶栓药物界面的旋转与平移运动实现快速溶栓的机理。从微观角度分析了磁性纳米粒子的旋转和平移运动对流体的影响,利用能量转化分析了粒子运动引起流体运动的原理,基于流体力学与流体对流扩散理论,阐释了载药磁性纳米粒子深度聚集、旋转与平移运动分别通过提高局部药物浓度、冲击破坏和加速药物扩散实现快速溶栓的机理,建立了基于对流扩散理论的微流道内快速溶栓理论模型。建立了磁性纳米粒子在磁场和流场耦合作用下深度聚集、旋转与平移运动的磁控模型。基于磁化理论进行了磁性纳米粒子的磁特性建模,推导了磁性纳米粒子在磁场和流场耦合作用下的深度聚集、旋转与平移运动方程,并利用Matlab和Comsol软件对复合磁场作用下的磁性纳米粒子在流场中的聚集与旋转和平移运动行为进行了分析验证,确定了磁场强度、磁场梯度、旋转频率以及远离磁源的局部高强度磁场点位置作为纳米粒子运动水平适用于临床应用的调控参数。设计了实现磁性纳米粒子在流场中深度聚集、旋转与平移运动的中空轴电磁线圈复合磁场结构及操控策略。分析了一维和多维中空轴电磁线圈组的磁场分布,基于粒子群算法优化设计了能够操控磁性纳米粒子在流场中深度聚集、旋转与平移运动的中空轴复合磁场线圈组,确立了通过施加脉冲电流、交变电流及其电流幅值、频率、相位调整实现磁性纳米粒子不同水平磁控的粒子运动操控策略,并通过仿真软件Comsol进行了验证与分析。提出了一种载溶栓药物尿激酶的磁性纳米粒子制备方法,通过在磁性纳米粒子表面连接聚马来酸酐-1-十八烯实现纳米粒子的羧基化,进一步通过共价键结合法实现尿激酶在纳米粒子表面的固定。在前述基础上,建构了磁性纳米粒子快速溶栓实验系统,进行了溶栓测试,验证了复合磁场磁控纳米粒子辅助快速溶栓的可行性。结果表明,复合磁场操控纳米粒子的平移与旋转运动能够有效提升低剂量药物尿激酶的溶栓效率近2倍,而当尿激酶包覆在纳米粒子表面形成纳米药物后,该溶栓效率将提升至3倍以上,为实现规避出血风险的快速溶栓提供了方案。该研究为复合磁场操控磁性纳米粒子结合低剂量溶栓药物实现快速溶栓的临床研究与应用建立了理论和技术基础。