Ứng dụng bức xạ ion hóa trong sinh học và y tế

Nghiên cứu tìm ra hướng ứng dụng mới của bức xạ ion hóa trong lĩnh vực sinh học và y tế là một việc làm cần thiết vì nó không những giúp nâng cao tiềm năng ứng dụng, cũng như ý nghĩa khoa học, mà còn giúp mang lại giá trị về mặt kinh tế cho hướng ứng dụng bức xạ ion hóa trong tương lai. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng bức xạ ion hóa trong sinh học và y tế THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN ỨNG DỤNG BỨC XẠ ION HÓA TRONG SINH HỌC VÀ Y TẾ Ngày nay, bức xạ ion hóa được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế và sinh học. Trong y tế, bức xạ ion hóa được ứng dụng để khử trùng các dụng cụ và thiết bị; khử trùng mô trong cấy ghép; tạo ra các vật liệu trực tiếp hoặc gián tiếp ứng dụng hỗ trợ làm lành vết thương và điều trị sẹo; tạo ra các sản phẩm có dược tính; tổng hợp các hệ mang dược chất có kích thước nano; giúp chuẩn đoán, điều trị ung thư và một số bệnh khác. Trong sinh học, bức xạ ion hóa được ứng dụng trong nuôi cấy vi sinh vật; giúp nghiên cứu tạo ra các sản phẩm ứng dụng cho cây trồng, vật nuôi; giúp kiểm soát côn trùng gây hại mùa màng; ứng dụng trong khoa học thực vật để nghiên cứu về sự chuyển hóa chất, dinh dưỡng cây trồng và tạo giống đột biến. Bên cạnh những ưu điểm, việc ứng dụng bức xạ ion hóa trong sinh học và y tế còn tồn tại một số nhược điểm cần được nghiên cứu khắc phục. Hơn nữa, việc nghiên cứu tìm ra hướng ứng dụng mới của bức xạ ion hóa trong lĩnh vực sinh học và y tế là một việc làm cần thiết vì nó không những giúp nâng cao tiềm năng ứng dụng, cũng như ý nghĩa khoa học, mà còn giúp mang lại giá trị về mặt kinh tế cho hướng ứng dụng bức xạ ion hóa trong tương lai. 1. GIỚI THIỆU hoặc gián tiếp thông qua các gốc tự do lên cấu Bức xạ ion hóa bao gồm tia X, tia gamma, chùm trúc hóa học của các chất, từ đó cho ra hiệu ứng tia điện tử, tia alpha, tia beta, tia neutron, tia posi- cắt mạch, khâu mạch, ghép mạch polymer và có tron. Trong đó, tia X, tia gamma, chùm tia điện thể giúp phân hủy các chất thải, chất độc hại [4 - tử có thể ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Bức 6]. Do đó, bức xạ ion hóa đang được nghiên cứu xạ ion hóa gây ra tác động lên sinh vật theo cơ cũng như ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế trực tiếp và cơ chế gián tiếp. Trong cơ chế đời sống như nông nghiệp, y dược, công nghệ trực tiếp, năng lượng của bức xạ tác động trực thực phẩm, xử lý môi trường, v.v. Năm 2019, thị tiếp đến DNA, dẫn đến sự ion hóa nucleobase và trường ứng dụng bức xạ ion hóa toàn cầu ước đạt các phân tử đường tạo ra đứt gãy chuỗi đơn và 40 tỉ USD [7]. Trong đó, giá trị thị trường ở Hoa đôi của DNA. Tuy nhiên, khoảng 65% tổn thương Kỳ là 532 triệu USD, Nhật Bản là 233 triệu USD DNA được gây ra bởi tác động gián tiếp của bức [7]. Trong giới hạn nghiên cứu này, việc ứng dụng xạ ion hóa. Trong cơ chế tác động này, bức xạ ion bức xạ ion hóa vào lĩnh vực sinh học và y tế sẽ hóa phân ly các phân tử nước tạo ra các gốc tự được đề cập. do, và chúng sẽ tác động lên các đại phân tử sinh học trong đó quan trọng nhất là gây tổn thương 2. ỨNG DỤNG BỨC XẠ ION HÓA VÀO LĨNH và đứt gãy DNA, dẫn đến tổn thương tế bào, làm VỰC Y TẾ tế bào chết và gây ra các đột biến thứ cấp khác [1 - 3]. Đây chính là cơ chế diệt vi sinh vật gây hại, Từ năm 1959, Artandli và Van Winkle đã đề xuất diệt tế bào ung thư, mầm bệnh, bất dục côn trùng việc sử dụng bức xạ ion hóa với liều chiếu là 25 v.v. của bức xạ ion hóa. Ngoài ra, năng lượng của kGy để khử trùng các thiết bị dùng trong y tế. các bức xạ ion hóa cũng có thể tác động trực tiếp Đây là liều chiếu cao hơn 40% so với liều chiếu tối Số 65 - Tháng 12/2020 25 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN thiểu để diệt 150 loài vi sinh khác nhau, bao gồm là 25 kGy và đa số các ngân hàng mô đều sử dụng cả các loài kháng xạ [8, 9]. liều chiếu này [8]. Tuy một vài ngân hàng mô lại Bên cạnh đó, các bức xạ ion hóa còn được ứng sử dụng liều chiếu cao hơn hoặc thấp hơn mức dụng trong lĩnh vực cấy ghép mô. Trong lĩnh 25 kGy, nhưng liều chiếu luôn nằm trong khoảng vực này, có một thực tế hiện hữu đó là nguy cơ 15 đến 35 kGy [8]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu mắc bệnh truyền nhiễm từ các mô chuyển như gần đây cho thấy phương pháp này cũng có một xương, mô mềm, màng ối, v.v. [8]. Cụ thể, Staph- số nhược điểm nhất định. Cụ thể, các gốc tự do ylococci sp., coagulase-negative staphylococci, tạo ra do bức xạ ion hóa cũng gây đứt gãy các Gram-positive bacilli, Clostridium sp., Propioni- phân tử collagen, đồng thời tạo ra các liên kết bacterium, coagulase-negative Staphylococcus, chéo ở các phân tử collagen chưa trưởng thành Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella ox ...