Đề tài Ứng dụng chất phóng xạ trong y sinh học

Ứng dụng chất phóng xạ trong y sinh họcSêminaGVHD: TS.Võ Văn ToànSVTH: Nhóm 4BTrường Đại Học Đồng ThápNội dung:Khái niệm chất phóng xạ.Một số chất phóng xạ.Ứng dụng.Mối nguy hiểm của nguồn phóng xạ.I. Khái niệm chất phóng xạ: 	Chất phóng xạ là các chất chứa các hạt nhân nguyên tử không ở trạng thái cân bằng bền Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi và phát ra các bức xạ hạt nhân (thường được gọi là các tia phóng xạ). Có nhiều loại dòng hạt phát ra từ các chất phóng xạ. Cụ thể:Tia alpha: gồm các hạt alpha có điện tích gấp đôi điện tích proton, tốc độ của tia là khoảng 20.000 km/s. Tia beta: gồm các electron tự do, tương tự tia âm cực nhưng được phóng ra với vận tốc lớn hơn nhiều, khoảng 100.000 km/s. Tia gamma: là dòng các hạt photon, không mang điện tích, có bản chất gần giống ánh sáng nhưng bước sóng nhỏ hơn, chuyển động với tốc độ ánh sáng. Dòng các neutron không có điện tích. Dòng các hạt neutron không có điện tích, chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng (phát ra cùng với các hạt beta trong phân rã beta). Tia anpha Tia betaTia gammaII.Một số chất phóng xạUrani (238U,235U,234U)Polonium (25 đồng vị. Người ta xác định được những đồng vị đó từ Po 194 đến Po 218. Nhưng chỉ có tỷ trọng đồng vị polonium Po 210Radium (Ra-226)Thorium (Th-228) Coban (Co - 60)III. Ứng dụng của đồng vị phóng xạ:1.Trong y học: 	Các nguồn bức xạ Co-60 hoạt độ cao dùng trong xạ trị được sử dụng tại một số bệnh viện trong nước từ những năm 1960.	 Tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp; Tc-99m và các dược chất dưới dạng kit in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não, chẩn đoán chức năng. 	và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Các kit in-vitro miễn dịch học phóng xạ T3, T4 cũng được sản xuất và sử dụng tại một số bệnh viện. Hàng năm, khoảng 150Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, cung cấp cho ngành Y tế.Bệnh cường giáp:Iod phóng xạ có tác dụng: phá hủy các tế bào của tuyến giáp có chức năng sản xuất hormon. Đây là cách điều trị cường giáp thường được dùng nhất tại Hoa Kỳ. Bệnh cường giápb. U nguyên bào tủy(Medulloblastoma) - U nguyên bào tủy là khối u ác tính của hệ thống thần kinh trung ương, bệnh hay gặp nhất trong các khối u sọ não ở trẻ em (chiếm khoảng 15-20% các khối u sọ não ở trẻ).	- U nguyên bào tủy hay gặp ở tiểu não, là vùng kiểm soát thăng bằng và một số chức năng vận động phức tạp. U nguyên bào tủy hay gặp ở vùng não thất 4 hoặc vùng giữa của tiểu não, ít khi gặp ở vùng bán cầu tiểu não.	- Các triệu chứng hay gặp bao gồm: + Triệu chứng của tăng áp lực sọ não: đau đầu (hay đau vào buổi sáng), buồn nôn, mệt mỏi, ngủ gà. Các triệu chứng này kéo dài vài tuần và tăng dần, thường trẻ hay được chẩn đoán nhầm là bị cúm hoặc sốt virus.+ Mất thăng bằng, giảm phối hợp các động tác.+ Cổ nghiêng về một bên, nhìn đôi.+ Đối với trẻ nhỏ dưới 5 tuổi điều trị xạ trị khó khăn vì trẻ khó nằm yên trong khi xạ trị thì phương pháp điều trị là phối hợp phẫu thuật và hóa trị. Đôi khi cần phải gây mê để điều trị xạ trị cho bệnh nhi.( Lập kế hoạch xạ trị não và tủy bằng máy gia tốc cho bệnh nhân u nguyên bào tủy tại Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu- Bệnh viện Bạch Mai) (Tổn thương u trước điều trị, kích thước u 4x3cm)(và sau điều trị, tổn thương còn lại rất nhỏ đường kính 0,5cm)c. U tế bào mầm của hệ thần kinh trung ương 	U tế bào mầm của hệ thần kinh trung ương là loại u nguyên phát trong sọ hiếm gặp ở người trẻ tuổi. Vị trí u thường gặp chủ yếu ở tuyến tùng và vùng trên hố yên.	Hiện nay, trên thế giới áp dụng hai phương xạ trị đối với u tế bào mầm hệ thần kinh trung ương:	Phương pháp xạ trị chiếu ngoài bằng máy xạ trị gia tốc tuyến tính: thường được áp dụng cho thể bệnh nhiều vị trí hoặc thể tích khối u lớn ( trên 5cm).+ Phương pháp phẫu thuật bằng tia xạ hay còn gọi là xạ phẫu bằng dao Gamma, phương pháp này được áp dụng cho khối u có kích thước nhỏ ( ≤ 5cm) hoặc tiến hành sau khi đã xã trị gia tốc nhưng vẫn còn tổ chức u nhỏ.Hình A: Trước xạ trị, khối u vùng tuyến tùng kích thước 5,2x4,8cm, chèn ép não thất 3 gây giãn não thất.Hình B: Sau điều trị xạ trị 2 tháng, đường kính khối u thu nhỏ còn khoảng 1 cm, hết giãn não thấtd. Bệnh ung thư: 	- Mỗi năm trên toàn cầu có khoảng 10,3 triệu người mắc bệnh ung thư và bảy triệu người chết vì căn bệnh này	- Trong y học Việt Nam, các chất đồng vị phóng xạ là sản phẩm của cyclotron đã được ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị ở 21 bệnh viện với nhiều chuyên khoa: tim mạch, thần kinh, bệnh nhiễm trùng, nội tiết, xương khớp, ung thư. Ung thư phổi	Phương pháp có tên gọi liệu pháp tia xạ tấn công hai hướng (SBRT) sẽ tập trung năng lượng cao vào những khối u phổi. Kết quả bước đầu cho thấy phương pháp này có khả năng kiểm soát hơn 87% khối u trong giai đoạn sớm, không cho chúng phát triển thêm kéo dài đến ba năm.Và khi so sánh với cách xạ trị truyền thống thì phương pháp SBRT có thể tấn công các tế bào khối u hiệu quả hơn gấp hai lần.Ung thư buồng trứngBệnh nhân được tiêm một đồng vị phóng xạ gắn với phân tử chất mang. Hỗn hợp này có khả năng gắn vào cấu trúc bề mặt của tế bào ung thư. Sau đó, Đồng vị sẽ phát ra tia anpha với bước sóng ngắn vừa đủ để phá hủy những tế bào ung thư gần nhất. Hình: Buồng trứnge. Các phóng xạ dùng trong ghi hình khối u 	Dùng để phát hiện và định vị khối u, một tổ chức không bình thường có thể lành tính hoặc ác tính trong khi bệnh nhân vẫn bình thường. 	Sau đây giới thiệu một số cơ chế và phương pháp tìm khối u.Ghi hình khối u trong dạ dày Hình ảnh khối u vú lớn hơn	Phương pháp ghi, chụp trên giấy hoặc trên phim hình ảnh.Qua hình ảnh ghi được có thể đánh giá hình thể và chức năng của mô và cơ quan, chẩn đoán được bệnh. 131I trong chẩn đoán các bệnh tuyến giáp; 99Tc trong chẩn đoán các bệnh về xương khớp; 67Ga trong chẩn đoán bệnh nhiễm khuẩn ở xương khớp. Ghi hình khớp xương được bao phủ bằng sụnChụp scannerBệnh nhân được chụp scanner vỏ não và làm các xét nghiệm cần thiết2. Trong sinh học: .a. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp	Nghiên cứu sử dụng bức xạ Gamma kết hợp với những tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nghiên cứu các quá trình sinh học như vấn đề dinh dưỡng cây, con được ngành Hạt nhân kết hợp với các ngành khác thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm,...) ở liều kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, 	Nghiên cứu quy trình nhân giống vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý hiếm cũng được tiến hành.	Ví dụ : Bào tử nấm penicilum xử lí Chủng penicilum có hoạt tính penicilin tăng gấp 200 lần so với dạng ban đầu bằng tia phóng xạ	Ví dụ 1 : Viện di truyền nông nghiệp xử lí giống lúa Mộc Tuyền bằng tia gama tạo giống lúa MT1 xó nhiều đặc tính tốt : Chín sớm, thấp và cứng cây, chịu chua, chịu phân, năng suất tăng 15 – 25%.	Ví dụ 2 : Viện lương thực thực phẩm đã xử lí giống táo Gia Lộc (hải dương) bằng tác nhân NMU tạo ra giống táo Má Hồng cho 2 vụ/năm, quả giòn, ngọt, thơm trung bình 50 – 60 quả/kg.b. Kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu và bảo vệ môi trường.	Nghiên cứu ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của phóng xạ và tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước và biển trên một số địa bàn trong nước. c. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong khử trùng, bảo quản và biến tính vật liệu	Sử dụng bức xạ Gamma cường độ cao cho các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ,... được nghiên cứu và triển khai thành công trong ngành Hạt nhân. Nước ta hiện có 3 nguồn Co-60 với hoạt độ khác nhau (16.5kCi tại Đà Lạt; 110kCi tại Hà Nội và 400kCi tại thành phố Hồ Chí Minh). 	Chiếu xạ làm mất khả năng sinh sản của côn trùng.	Chiếu xạ khử trùng hải sản tươi sống và nông sản phục vụ xuất khẩu (ước khoảng 50.000 tấn thủy hải sản/năm và 23.000 tấn hồ tiêu/năm). d.Xác định tuổi:	Các nhà khảo cổ học có thể định niên bằng phương pháp 14C qua các mẫu vật như gỗ, than, hạt cây, vỏ  sò, ốc, xương động vật... thường gặp trong các di chỉ	Bên cạnh việc thiết lập niên đại địa chất, nó còn cung cấp thông tin về tuổi của hóa thạch và suy ra sự thay đổi tốc độ tiến hóa. Cổ vật được xác định bằng các-bon phóng xạ IV. Mối nguy hiểm của nguồn phóng xạ: 	Các hiệu ứng cấp: khi toàn thân nhận một liều chiếu cao trong một thời gian ngắn sẽ làm ảnh hưởng đến hệ mạch máu, hệ tiêu hóa, hệ thần kinh trung ương, các ảnh hưởng trên đều có chung một triệu chứng như: buồn nôn, ói mửa, mệt mỏi, sốt, thay đổi về máu và những thay đổi khác. Đối với da, liều chiếu cao của tia X gây ra ban đỏ, rụng tóc, bỏng, hoại tử, loét. Đối với tuyến sinh dục gây vô sinh tạm thời. Đối với mắt, gây hư hại giác mạc.  Độ nguy hiểm của chất phóng xạ đối cới các cơ quan	Các hiệu ứng muộn: bệnh máu trắng, ung thư, ung thư xương, ung thư phổi, đục thủy tinh thể, giảm thọ, rối loạn di truyềnNhóm sinh viên thực hiện:1.Nguyễn Văn Luân2. Đỗ Thị Tuyết Mai3. Lưu Thị Hồng Liên4. Phạm Thị Thúy Lan5. Phan Thị Thùy Linh6.Huỳnh Thị Mai Thảo. 7. Phan Thị Anh Thư8. Trần Thị Ngọc Diễm9.Nguyễn Thị Cẩm Quỳnh cám ơn các bạn đã theo dõi