"We’ve used the system for a long time to evaluate Brownian and Néel relaxation mechanisms. The particles we develop and characterize using the DynoMag have biomedical applications in imaging, drug delivery, and hyperthermia treatment," said Carlos M. Rinaldi-Ramos, Ph.D., Chair and Dean's Leadership Professor in the Department of Chemical Engineering at the University of Florida.

Developed at the RISE Magnetic Sensor Systems Laboratory in Gothenburg, the DynoMag system emerged as a game-changer, offering a reliable and integrated magnetic measurement solution for general magnetic nanoparticle (MNP) systems, biodetection using MNPs and nano-rheological measurements.

Bridging Disciplines and Applications

The DynoMag system is a key component for characterizing magnetic nanostructured materials, conducting nano-rheological studies, and advanced biomedical research. Its versatility spans various disciplines and application areas, making it a key component in over 160 scientific articles, particularly in the dynamic magnetic analysis of MNP systems.

By sweeping the frequency and measuring sample response, the DynoMag system, with its magnetic models, can identify magnetic relaxations and determine the particle size distribution for MNP systems in colloidal solution.

Fostering Innovation

The system is a portable easy to use AC susceptometer for measuring the dynamic magnetic properties of liquids, powders and solids at room temperature. Through EU projects like NanoMag and MagNaStand, the system and its methodology have evolved, resulting in an approved ISO standard for AC susceptometer (ACS) measurement methodology for MNPs.

"This standardization is crucial for standardizing MNP systems and employing specific analysis methods," emphasizes Christer Johansson, Senior Expert at RISE.

"A key instrument for our research"

The DynoMag system's real-world applications are diverse, from dynamic magnetic characterization and monitoring the stability of MNP systems over time, to the detection of biological markers. 

"Dynomag has been a key instrument for our research over the past 10 years," Dr. Rinaldi-Ramos said. "It helps us answer more fundamental questions."

Dr. Rinaldi-Ramos attests to the system's robustness, with its decade long use, but he highlights regular calibration of the system. He also notes the limitation of temperature control, which led them to complement the DynoMag system with a SQUID magnetometer for sensitive characterization with a temperature control, but then within a narrower frequency range compared to the DynoMag system.

A beacon facilitating breakthroughs

For the Rinaldi-Ramos Research Laboratory, the value of DynoMag extends beyond its technical capabilities. It serves as a turnkey instrument that provides magnetic characterization difficult to obtain by other means.

"The DynoMag system has allowed us to answer a lot of research questions and to better understand the nanoparticles we develop," Dr. Rinaldi-Ramos says. "To me, the value is in having a turnkey instrument that provides magnetic characterization that is difficult to obtain by other means."

In the intricate world of magnetic nanoparticle research, the DynoMag system stands as a beacon, facilitating breakthroughs, answering fundamental questions, and unlocking new possibilities in MNP applications.

– Viljan från regionerna har ju funnits där länge. Redan för femton år sedan försökte det som då var landstinget i Stockholm ställa krav på återvunna material i upphandlingen, men då fanns inte tekniken, säger affärsutvecklaren Benny Lyvén på RISE.  

Christina Jönsson, avdelningschef på RISE fyller i: 

– Men pandemin förändrade något. Dels finns ju en vilja att återstarta ekonomin på ett mer hållbart sätt och det driver utvecklingen också i hälso- och sjukvården. Men ännu tydligare är att vi alla nu förstått att material inte är oändliga och inte alltid finns tillgängliga. Det har ökat intresset att dra bättre nytta av återvunna materialströmmar. 

Hygienprodukter och förpackningar går snabbare 

En genomförbar tidplan för att få en helt cirkulär produkt eller biprodukt ute i användning är ungefär fyra år, där den tekniska lösningen utvecklas och testas i två år och eventuella regulatoriska processer hanteras inom följande två år. Hygienprodukter och förpackningar kan gå snabbare. Produkter av exempelvis bioplast finns inom sjukvården redan idag. 

– De stora volymerna finns i förpackningarna. Där arbetar man idag i processer som det investerats många miljoner i. Men det pågår samarbeten och initiativ för att uppnå förändring. Kan de små och lättfotade företagen som vill göra snabb förändring hitta sätt, så kommer de stora industrierna också göra det, säger Benny Lyvén. 

Brister under pandemin innebar startskott 

Två exempel på hur man nu försöker utveckla användningen av återvunnet material i medicinteknisk produktion har sin bakgrund i brister under pandemin. Det ena handlar om att använda återvunnen plast i mellanlagret på munskydd, en uppenbar bristvara under pandemin som fortfarande används i stor utsträckning inom vården. Det andra handlar om förbrukningsvaror till respiratorer. 

– Det här är av förklarliga skäl en hårt reglerad bransch, säger Benny Lyvén. Det gör också att producenterna är oroliga för att gå över till nya material.  

Det som i en annan bransch skulle vara små förändringar i materialflödet kan här resultera i att det blir behov av nya tillstånd, indragna produkter och stora kostnader. Därför arbetar RISE med att visa att omställning är möjligt både med en relativt lätt applikation, munskydd som huvudsakligen används av friska personer, och en svårare, respiratortillbehören. 

– Hos industrin finns både vilja och insikt om att det här är angeläget. Därför är frustrationen stor när det inte går snabbare. Genom vårt arbete och i våra partnerskap vill vi blottlägga gapen i ekosystemen. Det räcker ju inte att ha de tekniska lösningarna. Vi arbetar med materialproducenter, återvinningsbolag och sorteringsanläggningar. På det viset kan vi hitta materialströmmarna och se hur de behöver förändras, säger Christina Jönsson. 

Stor efterfrågan på medicinska produkter utan miljöpåverkan 

Hon känner igen en del av både utmaningarna och trycket från sitt arbete med textilindustrin. Idag återvinns en del, men eftersom argumenten för att göra det är så starka och eftersom det med rätt lösningar idag finns tillräckligt rena och återkommande mängder att tillgå, så kan mycket hända om man får med sig hela kedjan i förändringen.  

– Konsumenttrycket är stort. Jag möter patientgrupper som vill kunna använda sina medicinska produkter utan att uppleva att de åstadkommer stor miljöpåverkan. Samtidigt vet vi att om Sverige investerar i ett mer redundant och robust försörjningssystem till sjukvården, så kan det göra att företag med nya lösningar etablerar sig och expanderar här. Det finns verkligen fler argument för att åstadkomma den här förändringen än enbart miljöargumenten, säger Benny Lyvén. 

Bred expertis samlas 

RISE har samlat expertis inom både enskilda material, produktion, systemomställning och regelverk. Därigenom kan man sätta ihop expertteam med hög kvalitet. Kunskapen om verifiering och testning gör att man kan följa arbetet fram till slutlig verifiering. 

– Det är ju det vi vill åstadkomma. Patientsäkerheten ska och kan man inte rucka på, men vi ska göra det tydligt hur man kan byta produktionsmetod och veta vad man behöver uppnå för att slutprodukten ska kunna fungera, säger Christina Jönsson.