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

THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 25Số 65 - Tháng 12/2020 1. GIỚI THIỆU Bức xạ ion hóa bao gồm tia X, tia gamma, chùm tia điện tử, tia alpha, tia beta, tia neutron, tia posi- tron. Trong đó, tia X, tia gamma, chùm tia điện tử có thể ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Bức xạ ion hóa gây ra tác động lên sinh vật theo cơ chế trực tiếp và cơ chế gián tiếp. Trong cơ chế trực tiếp, năng lượng của bức xạ tác động trực tiếp đến DNA, dẫn đến sự ion hóa nucleobase và các phân tử đường tạo ra đứt gãy chuỗi đơn và đôi của DNA. Tuy nhiên, khoảng 65% tổn thương DNA được gây ra bởi tác động gián tiếp của bức xạ ion hóa. Trong cơ chế tác động này, bức xạ ion hóa phân ly các phân tử nước tạo ra các gốc tự do, và chúng sẽ tác động lên các đại phân tử sinh học trong đó quan trọng nhất là gây tổn thương và đứt gãy DNA, dẫn đến tổn thương tế bào, làm 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, diệt tế bào ung thư, mầm bệnh, bất dục côn trùng v.v. của bức xạ ion hóa. Ngoài ra, năng lượng của các bức xạ ion hóa cũng có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các gốc tự do lên cấu trúc hóa học của các chất, từ đó cho ra hiệu ứng cắt mạch, khâu mạch, ghép mạch polymer và có thể giúp phân hủy các chất thải, chất độc hại [4 - 6]. Do đó, bức xạ ion hóa đang được nghiên cứu cũng như ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống như nông nghiệp, y dược, công nghệ thực phẩm, xử lý môi trường, v.v. Năm 2019, thị trường ứng dụng bức xạ ion hóa toàn cầu ước đạt 40 tỉ USD [7]. Trong đó, giá trị thị trường ở Hoa Kỳ là 532 triệu USD, Nhật Bản là 233 triệu USD [7]. Trong giới hạn nghiên cứu này, việc ứng dụng bức xạ ion hóa vào lĩnh vực sinh học và y tế sẽ được đề cập. 2. ỨNG DỤNG BỨC XẠ ION HÓA VÀO LĨNH VỰC Y TẾ Từ năm 1959, Artandli và Van Winkle đã đề xuất việc sử dụng bức xạ ion hóa với liều chiếu là 25 kGy để khử trùng các thiết bị dùng trong y tế. Đây là liều chiếu cao hơn 40% so với liều chiếu tối 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. THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 26 Số 65 - Tháng 12/2020 thiểu để diệt 150 loài vi sinh khác nhau, bao gồm cả các loài kháng xạ [8, 9]. Bên cạnh đó, các bức xạ ion hóa còn được ứng dụng trong lĩnh vực cấy ghép mô. Trong lĩnh vực này, có một thực tế hiện hữu đó là nguy cơ mắc bệnh truyền nhiễm từ các mô chuyển như xương, mô mềm, màng ối, v.v. [8]. Cụ thể, Staph- ylococci sp., coagulase-negative staphylococci, Gram-positive bacilli, Clostridium sp., Propioni- bacterium, coagulase-negative Staphylococcus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella oxytoca, Lactobacillus species, Peptostreptococcus asac- charolyticus và Streptococcus sanguinis, hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), human immuno-deficiency virus (HIV), and human T- lymphotropic virus (HTLV) là các vi khuẩn và vi- rus thường được phát hiện trên các mô chuyển [8]. Việc sử dụng ethylene oxide để khử trùng thường tạo ethylene chlorohydrin, là một chất độc đối với cơ thể. Trong khi đó, việc khử trùng mô chuyển bằng peracetic acid-ethanol ứng dụng trong cấy ghép xương, hạ bì, màng ối, thường làm giảm đặc tính sinh học của mô chuyển và tạo ra một số khó khăn nhất định ảnh hưởng đến hiệu quả của quy trình cấy ghép [10]. Mặt khác, việc ngâm mô chuyển vào thuốc kháng sinh cũng không cho hiệu quả khử trùng cao do không có khả năng thâm nhập hoàn toàn vào mô, cũng như không có khả năng loại trừ được virus [8, 10]. Trong khi đó, việc sử dụng các bức xạ để loại bỏ mầm bệnh là biện pháp thích hợp nhất vì đây là biện pháp rẻ tiền, an toàn, hiệu quả, có thể thực hiện ở nhiệt độ mẫu dưới 0oC, có thể diệt được virus và không tạo ra sản phẩm phụ có độc tính trong mô chuyển [8, 11, 12]. Trong đó, bức xạ gamma được cho là có hiệu quả nhất trong lĩnh vực ứng dụng này. Khả năng xuyên sâu của tia gamma làm cho phần lớn mô cứng, mô mềm được khử trùng và tác động tức thời cho toàn bộ mục tiêu [8, 11]. Liều chiếu đề xuất cho việc khử trùng mô chuyển là 25 kGy và đa số các ngân hàng mô đều sử dụng liều chiếu này [8]. Tuy một vài ngân hàng mô lại sử dụng liều chiếu cao hơn hoặc thấp hơn mức 25 kGy, nhưng liều chiếu luôn nằm trong khoảng 15 đến 35 kGy [8]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy phương pháp này cũng có một số nhược điểm nhất định. Cụ thể, các gốc tự do tạo ra do bức xạ ion hóa cũng gây đứt gãy các phân tử collagen, đồng thời tạo ra các liên kết chéo ở các phân tử collagen chưa trưởng thành [13]. Việc chiếu ở liều xạ trên 50 kGy có thể gây ra nhiều sự thay đổi về hóa, lý, từ đó làm ảnh hưởng đến chức năng sinh học của mô như: khả năng tái tạo xương, đặc tính cơ học của xương, của các mô liên kết, v.v. Trong lĩnh vực làm lành vết thương và điều trị sẹo, các bức xạ cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng to lớn. Cụ thể, việc tạo ra vật liệu từ 2 loại poly- mer sinh học là chitosan và gelatin được cho là có hiệu quả hỗ trợ rất tốt cho làm lành vết thương [14]. Trong khi đó, kết quả nghiên cứu của Nas- reen và cộng sự cho thấy, phương pháp chiếu xạ gamma giúp tăng các đặc tính nhiệt cơ học cho vật liệu này. Ngoài ra, việc sử dụng phương pháp chiếu xạ gamma còn có những ưu điểm như: có thể rút ngắn thời gian, có thể thực hiện liên tục, giảm ô nhiễm môi trường, thực hiện ở nhiệt độ thường, v.v. [14]. Nghiên cứu Madian và cộng sự cũng cho thấy việc chiếu xạ màng chitosan bằng bức xạ gamma ở liều 5 kGy đã giúp cải thiện các đặc tính vật lý của nó. Từ đó, giúp gia tăng hiệu quả sử dụng trong hỗ trợ làm lành vết thương [15]. Mặt khác, kết quả nghiên cứu của Casimiro và cộng sự cũng cho thấy, việc chiếu xạ chitosan/ PVP (5%) bằng bức xạ gamma ở liều chiếu 10 kGy đã tạo ra sản phẩm có hiệu quả cao trong việc hỗ trợ quá trình tái sinh của da [16]. Các bức xạ ion hóa còn được ứng dụng để tạo ra các nguyên vật liệu được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới ứng dụng trong y tế. Cụ thể, THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 27Số 65 - Tháng 12/2020 việc ghép mạch cho các polymer sinh học như chitosan, cellulose, alginate, gelatin, v.v. đã giúp tăng khả năng ứng dụng của các polymer sinh học này [17]. Trong đó, việc ghép mạch bằng phương pháp bức xạ không những mang lại hiệu quả ghép cao, mà còn hạn chế được sự tồn dư của các vật liệu, sản phẩm phụ trong sản phẩm. Mặt khác, bức xạ ion hóa còn được sử dụng để cắt mạch nhằm tạo ra các phân tử polymer sinh học có phân tử lượng thấp hoặc oligomer (với ưu điểm là đơn giản, rẻ tiền và không bị lẫn các tạp chất), làm nguyên liệu để tạo ra các sản phẩm ứng dụng trong lĩnh vực y tế. Cụ thể, oligochi- tosan với khối lượng phân tử 2,7 kDa được tạo ra bằng phương pháp cắt mạch bức xạ chitosan trong sự hiện diện của H2O2 5%, là nguyên liệu lý tưởng để tổng hợp phức hợp nano với curcumin với kích thước tạo thành khoảng 100 nm (sức tải curcumin lên đến 85%), cho hiệu quả cao trong việc hỗ trợ làm lành vết thương và điều trị sẹo [18]. Bên cạnh đó, việc bao phủ oligochitosan cắt mạch bức xạ lên bề mặt hệ mang nanliposome chứa curcumin cũng đã cho hiệu quả sinh học rất tốt trong việc hỗ trợ làm lành vết thương và điều trị sẹo ở điều kiện in vivo [19]. Mặt khác, glucosa- mine được ứng dụng trong y tế do nó có khả năng kháng viêm, có hoạt tính kháng oxi hóa, chống lão hóa, bảo vệ tim mạch, bảo vệ gan, bảo vệ tế bào và giúp ích cho các bệnh xương khớp [20]. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Nguyen và cộng sự, chiếu xạ gamma Co-60 với liều chiếu 30 kGy là một bước quan trọng trong toàn bộ quy trình tạo glucosamine từ nguyên liệu chitin [21]. Bức xạ ion hóa còn được sử dụng để tổng hợp các hệ mang thuốc có kích thước nano và đây là phương pháp đơn giản và tương đối “sạch”. Ví dụ, bằng việc sử dụng bức xạ gamma ở liều chiếu 2 kGy, Pasanphan và cộng sự đã thành công trong việc ghép poly(ethylene glycol) monometh- acrylate lên hạt nano deoxycholate-chitosan tạo ra hệ mang thuốc có kích thước 80 nm và có khả năng kiểm soát tốc độ phóng thích cho dược chất berberin trong 23 ngày [22]. Các bức xạ ion hóa còn được ứng dụng rất nhiều trong việc chuẩn đoán bệnh. Cụ thể, việc sử dụng tia X đã trở nên rất phổ biến trong việc chuẩn đoán bệnh bằng hình ảnh, đặc biệt là đối với các bệnh liên quan đến phổi, ung thư hay các tổn thương về xương, v.v. Ngoài ra, bức xạ cũng được ứng dụng trong việc chụp ảnh để chẩn đoán ung thư (xạ hình). Cụ thể, đồng vị Flo-18 được gắn trên phân tử đường glucose để tạo ra phân tử Gludeoxyglucose (FDG) [23]. Khi tiêm FDG vào cơ thể thì FDG sẽ được tập trung phần lớn ở các tế bào ung thư do glucose là nguyên liệu mà tế bào ung thư sử dụng với lượng gấp nhiều lần so với tế bào thường. Thông qua bức xạ phát ra từ FDG, có thể ghi lại hình ảnh 3-D của mô ung thư thông qua máy PET/CT [23]. Ngoài ra, việc sử dụng 99mTc (hoặc 123I, 131I) được gắn với dược chất hướng đích chuyên biệt cho từng loại ung thư được đưa vào cơ thể bệnh nhân. Các chất này sẽ tập trung ở các mô ung thư, phát ra bức xạ gamma, beta và bằng việc sử dụng máy SPECT hoặc SPECT/CT, hình ảnh của khối u sẽ được ghi lại [24]. Việc sử dụng các đồng vị phát ra các bức xạ khác nhau với các mức năng lượng khác nhau được ứng dụng trong phương pháp xạ trị ung thư [23]. Ví dụ, 131I được dùng để điều trị ung thư tuyến giáp, 32P được dùng để điều trị ung thư máu, ung thư di căn vào phúc mạc, xương, v.v. Các đồng vị thường sử dụng trong xạ trị chuyển hóa và xạ trị áp sát được thống kê trong Bảng 1 và Bảng 2. Ngoài ra, bức xạ gamma Co-60 còn được chỉ định xạ trị chiếu ngoài cho hầu hết các loại ung thư. Bên cạnh đó, các bức xạ phát ra từ các nguyên tố đồng vị 32P, 89Sr, 153Sm, 186Re và 188Re còn được ứng dụng để điều trị giảm đau cho ung thư di căn xương (Bảng 3). 32P cũng được sử dụng để điều THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 28 Số 65 - Tháng 12/2020 trị bệnh đa hồng cầu nguyên phát. Các bức xạ phát ra từ các đồng vị 90Y, 186Re, 169Er, 32P và 165Dy cũng thường được sử dụng để điều trị các bệnh về khớp gối, khớp hông, khớp vai, khớp khuỷu, cổ chân, cổ tay, đốt ngón bàn tay, bàn chân. Bên cạnh đó, điều trị đích bằng kháng thể gắn đồng vị phóng xạ hiện nay cũng đang được nghiên cứu và phát triển. Các đồng vị phóng xạ như: 131I, 90Y, 177Lu, 188Re, 67Cu, 225Ac, 211At, 213Bi and 223Ra được sử dụng trong điều trị đích và ví dụ cho sự thành công trên lâm sàng trong hơn hai thập niên qua là các sản phẩm Bexxa và Xevalin trong điều trị ung thư lympho bào B không Hodgkin. Tuy nhiên, việc ứng dụng bức xạ vào điều trị một số bệnh, nhất là bệnh ung thư cũng gây ra một số tác dụng phụ không mong muốn. Cụ thể, các bức xạ ngoài việc tiêu diệt tế bào ung thư thì cũng luôn gây tác dụng phụ lên tế bào lympho (thành phần của máu) và ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tế bào da (Hình 1). Theo nghiên cứu của Carvalho và Villar, các tế bào lympho (lympho B, lympho T và lympho NK) là các đối tượng rất nhạy cảm với tia bức xạ. Trong đó, các tia bứa xạ gây ảnh hưởng đến chu trình tế bào, đến quá trình tổng hợp mRNA và sự sinh tổng hợp protein, gây tổn thương DNA, gây đột biến các tế bào này và thúc đẩy quá trình “apoptosis” (chết theo chu trình) ở các tế bào lympho T và lympho B trưởng thành [25, 26]. Hơn thế nữa, các nghiên cứu cũng cho thấy việc chiếu xạ trực tiếp vào vùng tủy xương làm giảm đáng kể số lượng tế bào lympho, cũng như làm suy giảm nhanh chóng khả năng miễn dịch của cơ thể bệnh nhân, làm gia tăng khả năng mắc các bệnh truyền nhiễm [25]. Bên cạnh đó, các tia bức xạ dùng trong xạ trị ung thư có thể gây tác dụng phụ sớm (bao gồm: ban đỏ, bong vảy khô, tăng sắc tố và rụng lông, tóc) và tác dụng phụ muộn (teo da, khô, giãn da, loạn sắc tố, xơ hóa và loét) cho bệnh nhân [27]. Theo nghiên cứu của Lacouture và cộng sự và của tổ chức Grandround, phản ứng cấp tính của da dưới tác động của tia bức xạ rất phổ biến, ảnh hưởng 80-100% bệnh nhân được xạ trị và hầu hết đều gây ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng cuộc sống của họ. Hơn nữa, ở một số bệnh nhân xạ trị vùng đầu và cổ hoặc vùng xương chậu thì các tác động của tia bức xạ lên da càng nghiêm trọng hơn bao gồm gây ngứa, đau, nhiễm trùng và nghiêm trọng hơn là trong một số trường hợp dẫn đến gián đoạn việc điều trị. Ngoài ra, các bức xạ này cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đến các tế bào lành xung quanh mô ung thư. Hình 1. Ảnh hưởng của bức xạ ion hóa lên tế bào lym- pho, da và các tế bào lành xung quanh mô ung thư Bảng 1. Một số đồng vị phóng xạ phổ biến ứng dụng trong xạ trị chuyển hóa Bảng 2. Một số đồng vị dùng trong điều trị áp sát THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 29Số 65 - Tháng 12/2020 Bảng 3. Một số đồng vị phóng xạ dùng điều trị giảm đau ưng thư di căn xương 3. ỨNG DỤNG BỨC XẠ TRONG SINH HỌC Gầy đây, các bức xạ ion hóa đã được nghiên cứu về khả năng ứng dụng để khử trùng môi trường nuôi cấy. Theo nghiên cứu của El-Hifnawi, chiếu xạ gamma Co-60 có thể được dùng để khử trùng môi trường nuôi cấy như môi trường agar dinh dưỡng và môi trường TGY (Tryptone Glucose Yeast extract) [28]. Các thí nghiệm nuôi cấy 7 chủng vi sinh (Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Micrococcus luteus, Salmonella typhinurium, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus au- reus, Escherichia coli) trên môi trường được khử trùng bằng chiếu xạ gamma Co-60 không những cho kết quả phát triển không khác gì so với phương pháp khử trùng nhiệt truyền thống bằng nồi hấp khử trùng, mà còn cho thời hạn bảo quản lâu hơn [28]. Các bức xạ ion hóa cũng được ứng dụng để tạo ra các phân đoạn phân tử lượng thấp từ các poly- mer sinh học như chitosan, carrageenan, alginate, v.v., từ đó có thể nghiên cứu tiềm năng ứng dụng của chúng trong nông nghiệp. Cụ thể, sản phẩm cắt mạch bức xạ của carrageenan đã được nghiên cứu không những có khả năng kích thích sự phát triển của cây dừa cạn Catharanthus roseus L. mà còn giúp tăng hàm lượng lượng alkaloids [29]. Bên cạnh đó, các sản phẩm phân tử lượng thấp hoặc oligomer của chitosan tạo ra bằng phương pháp cắt mạch bức xạ không những giúp kích thích sự sinh trưởng, phát triển và kích thích sự miễn dịch của cây, mà còn cho hiệu quả tương tự trên động vật nuôi như tôm, cá tra, v.v. [30 – 33]. Các bức xạ (phát ra từ các đồng vị phóng xạ) cũng được ứng dụng trong lĩnh vực khoa học thực vật để nghiên cứu dinh dưỡng cây trồng, chủ yếu là các nghiên cứu về sự hấp thu các nguyên tố vết (hàm lượng nhỏ), nghiên cứu về sự hấp thụ phân bón ở thực vật và sự di chuyển của các ion từ môi trường đất vào thực vật, sự di chuyển của các ion khoáng trong cơ thể thực vật, nghiên cứu cơ chế của quang hợp, cơ chế hoạt động của thuốc bảo vệ thực vật và sự chuyển hóa chất ở thực vật [34]. Ngoài ra, các bức xạ còn được sử dụng để nghiên cứu tạo đột biến cây trồng. Đột biến (quá trình tạo ra các biến thể mới [alen] của gen) là nguồn gốc chính của tất cả các biến thể di truyền ở thực vật cũng như ở bất kỳ sinh vật nào khác [35, 36]. Từ những năm 1960, tia gamma đã trở thành tác nhân gây đột biến được sử dụng phổ biến nhất trong nhân giống đột biến thực vật [37]. Các công bố đầu tiên về đột biến gây ra (thông qua tia X) đối với việc tạo giống cây trồng đã được Muller và Stadler xuất bản cách đây hơn 90 năm [37, 38]. Các đột biến vật lý, chủ yếu là bức xạ ion hóa, có thể làm tăng tỷ lệ đột biến tự nhiên gấp 1.000 đến 1 triệu lần, và đã được sử dụng rộng rãi để gây ra các thay đổi di truyền. Hơn 70% các giống cây trồng đột biến được cảm ứng và phóng thích đã được phát triển bằng cách sử dụng các đột biến vật lý. Các đột biến cảm ứng được sử dụng để cải thiện các giống cây trồng chống chịu trong hơn 80 năm qua ở khắp nơi trên thế giới [37]. Hiện nay, theo dữ liệu của FAO/IAEA có 3.363 giống cây trồng đột biến đã được đăng ký [39]. Một vài ví dụ về ứng dụng của bức xạ trong tạo giống đột biến như tạo giống lúa, giống cà chua đột biến bằng tia gamma [40, 41], hoặc sử dụng tia-X để tạo giống đột biến cà phê [42]. Các bức xạ ion hóa còn được ứng dụng trong sinh THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 30 Số 65 - Tháng 12/2020 học để nghiên cứu về sự bất dục và khả năng ức chế sự phát triển của côn trùng nhằm ứng dụng trong việc kiểm soát các loài côn trùng gây hại trong nông nghiệp. Ví dụ, bức xạ gamma với liều xạ thích hợp đã được sử dụng để tiêu diệt trứng cũng như ngăn cản sự phát triển của sâu non tuổi III thành con trưởng thành, đồng thời cũng để bất dục ruồi đực của các loài hại quả như Bac- trocera dosalis, Bactrocera zonata, Bactrocera tryoni, v.v. giúp kiểm soát sự gây hại của các loài này [43 – 46]. Ngoài ra, các bức xạ ion hóa còn được nghiên cứu để bất hoạt hoặc tiêu diệt các sinh vật gây hại nhằm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Trong đó, việc chiếu xạ không những giúp loại bỏ các loài vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm và gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người như Salmonella và Escherichia coli, v.v. để bảo quản thực phẩm lâu hơn, mà còn giúp giảm tác hại hoặc tiêu diệt côn trùng, sinh vật ký sinh trong nông sản, thực phẩm, và giúp ngăn cản sự nảy mầm hoặc sự chín quả. Các loại bức xạ dùng trong lĩnh vực này bao gồm bức xạ gamma, tia X và chùm tia điện tử [47, 48]. Trong đó, liều chiếu được khuyến cáo không nên vượt quá 10 kGy để không tạo ra các sản phẩm phụ ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng [48]. Một số liều chiếu khuyến nghị được thể hiện trong Bảng 4. Bảng 4. Liều chiếu sử dụng trong chiếu xạ thực phẩm 4. KẾT LUẬN Bức xạ ion hóa ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong đời sống với tốc độ phát triển hàng năm ở mức cao, đặc biệt là trong lĩnh vực sinh học và y tế. Bên cạnh những ưu điểm, lợi ích mà nó mang lại thì vẫn còn tồn đọng những nhược điểm cần phải giải quyết như: các tác dụng phụ gây ra trong bảo quản mô chuyển cấy ghép; gây ảnh hưởng đến các tế bào lành (tế bào lym- pho, tế bào da và các tế bào lành xung quanh mô ung thư) từ đó ảnh hưởng đến sức khỏe và ảnh hưởng đến đời sống bệnh nhân trong và sau quá trình xạ trị ung thư; làm giảm hàm lượng của các chất hoạt tính sinh học có ích trong quá trình chiếu xạ bảo quản thực phẩm, nông sản. 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 cho bức xạ ion hóa, mà còn giúp mang lại giá trị về mặt kinh tế. Nguyễn Minh Hiệp và cộng sự Viện Nghiên cứu hạt nhân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kalpana KB, Devipriya N, Srinivasan M. Inves- tigation of the radioprotective efficacy of hesperidin against gamma-radiation induced cellular damage in cultured human peripheral blood lymphocytes. Mu- tat. Res., Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2009; 676:54-61. [2] Furdui CM. Ioning radiation: mechanism and therapeutics. Antioxid. Redox Signaling 2014; 21:218- 220. [3] Reisz JA, Bansal N, Qian J, Zhao W, Furdui CM. Effects of Ionizing Radiation on Biological Molecules– Mechanisms of Damage and Emerging Methods of Detection. Antioxid. Redox Signaling 2014;21:260- 292. [4] Albano C, Perera R, Silva P. Effects of gamma ra- diation in polymer blends, in composites with micro THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 31Số 65 - Tháng 12/2020 and nano filler and in functionalized polyolefins. Rev. LatinAm. Metal. Mater. 2010; 30:1. [5] Bashir K, Aggarwal M. Physicochemical, structur- al and functional properties of native and irradiated starch: a review. J. Food Sci. Technol. 2019; 56:513- 523. [6] Chmielewski AG. Application of ionizing radiation to enviorment protection. Nukleonika 2005; 50:17-34. [7] Bezdek R. Global market for radiation applica- tions. Project: Nuclear Energy Application 2020, DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.12336-X. [8] Singh R, Sing D, Sing A. Radiation sterilization of tissue allografts: A review. World J. Radiol. 2016; 8:355-369. [9] IAEA. Guidelines for industrial radiation sterili- zation of disposable medical products. IAEA-TEC- DOC-539. International Atomic Energy Agency, Vi- enna, Austria 1990. [10] Tom JA, Rodeo SA. Soft tissue allografts for knee reconstruction in sports medicine. Clin. Orthop. Relat. Res. 2002; 402:135-156. [11] Grieb TA, Forng RY, Stafford RE, Lin J, Almeida J, Bogdansky S, Ronholdt C, Drohan WN, Burgess WH. Effective use of optimized, high-dose (50 kGy) gamma irradiation for pathogen inactivation of human bone allografts. Biomaterials 2005; 26: 2033-2042. [12] Smith RA, Ingels J, Lochemes JJ, Dutkowsky JP, Pifer LL. Gamma irradiation of HIV-1. J. Orthop. Res. 2001; 19: 815-819. [13] Cheung DT, Perelman N, Tong D, Nimni ME. The effect of gamma-irradiation on collagen molecules, isolated alpha-chains, and crosslinked native fibers. J. Biomed. Mater. Res. 1990; 24:581-589. [14] Nasreen Z, Mubarak AK, Mustafa AI. Improved biodegradable radiation cured polymeric film pre- pared from chitosan-gelatin blend. J. Appl. Chem. 2016; 5373670. [15] Madian NG, El-Hossainy M, Khalil WA. Im- provement of the physical properties of chitosan by γ-ray degradation for wound healing. Results Phys. 2018; 11:951-955. [16] Mahmud M, Naziri MI, Yaacob N, Talip N. Deg- radation of chitosan by gamma ray with presence of hydrogen peroxide. AIP Conf. Proc. 2015; 1584:136- 140. [17] Pino-Ramos VH, Melendez-Ortiz HI, Ramos- Ballesteros AR, Bucio E. Radiation grafting of biopol- ymers and synthetic polymers: synthesis and biomed- ical applications. Biopolym. Grafting 2018: Chapter 6:205-250. [18] Nguyen MH, Lee SE, Tran TT, Bui CB, Nguyen THN, Vu NBD, Tran TT, Nguyen THP, Nguyen TT, Hadinoto K. A simple strategy to enhance the in vivo wound-healing activity of curcumin in the form of seft-assembled nanoparticle complex of curcumin and oligochitosan. Mater. Sci. Eng. C 2019; 98:54-64. [19] Nguyen MH, Vu NBD, Nguyen THN, Le HS, Le HT, Tran TT, Le XC, Le VT, Nguyen TT, Bui CB, Park HJ. In vivo comparison of wound healing and scar treatment effect between curcumin – oligochi- tosan nanoparticle complex and oligochitosan-coated curcumin-loaded-liposome. J. Microencapsul. 2019; 36:156-168. [20] Jamialahmadi K. Beneficial applications of glu- cosamin. Mol. Nutr. Carbohydr. 2019; Chapter 19: 319-336. [21] Nguyen TM, Tran TT, Tran TH, Pham TS, Pham TLH, Tran TT. Preparation of glucosamine hydro- chloride and glucosamine sulfate from irradiated chi- tin. The Annual Report for 2008 (VINATOM) 2008, 218-222. [22] Pasanphan W, Rattanawongwiboon T, Rimdusit P, Piroonpan T. Radiation-induced graft copolym- erization of poly(ethylene glycol)monomethacrylate onto deoxucholate-chitosan nanoparticles as a drug carrier. Radiat. Phys. Chem. 2014; 94:199-204. [23] Yoon H, Shah K, Small-Jr W, Mehta MP, Hayes JP. Chapter 1: Basic concepts of clinical radiation oncol- ogy. In Small-Jr W (ed.) Clinical Radiation Oncology: Indicators, Techniques, and Results (Third edition) 2017. John Wiley & Sons, Ltd. In press (2017). [24] Israel O, Pellet O, Biassoni L, Palma DD, Estra- da-Lobato E, Gnanasegaran G, Kuwert T, Fougere C, Mariani G, Massalha S, Paez D, Giammarile F. Two decades of SPECT/CT – the coming of age of a tech- nology: An updated review of literature evidence. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging 2019; 46:1990-2012. [25] Carvalho HA, Villar RC. Radiotherapy and im- mune response: the systemic effects of a local treat- ment. Clinics (Sao Paulo) 2018; 73(Suppl 1), e557s. [26] Puskin J. Health risks from exposure to low level of ionizing radiation. National Research Couyncil (US) Board on Radiation Effects Research 1998; BEIR VII, Phase I, Letter Report. THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN 32 Số 65 - Tháng 12/2020 [27] Haubner F, Ohmann E, Pohl F, Strutz J, Gassner HG. Wound healing after radiation therapy: Review of the literature. Radiat Oncol. 2012;7:162. [28] El-Hifnawi HN. Radiation sterilization of two commonly culture media used for bacterial growth. IAEA: EG0800341. [29] Naeem M, Idrees M, Aftab T, Alam MM, Khan MMA, Uddin M, Varshney L. Radiation processed carrageenan improves plant growth, physiological activities, and alkaloids production in Catharanthus roseus L. Adv. Bot. 2015; 150474. [30] Dewen Q, Yijie D, Yi Z, Shupeng L, Fachao S. Plant immunity inducer development and applica- tion. Mol. Plant. Microbe. Interact. 2017; 30:355-360. [31] Dzung PD, Phu DV, Du BD, Ngoc LS, Duy NN, Hiet HD, Nghia DH, Thang NT, Le BV, Hien NQ. Ef- fect of foliar application of oligochitosan with differ- ent molecular weight on growth promotion and fuit yield enhancement of chili plant. Plant Prod. Sci. 2017; 20:389-395. [32] Rochana W, Niroshan W, Tiruchenduran S, Su- laiman MA, Mahesh D. Effects of chitosan on growth, immune response and survival of juvenile tiger shrimp (Penaeus monodon Fabricius, 1789). Int. J. Fish. Aquat. Stud. 2019; 7:129-133. [33] Duy NN, Phu DV, Quoc LA, Lan NTK, Hai PD, Nguyen NV, Hien NQ. Effect of oligochitosan and oligo-β-glucan supplementation on growth, innate immunity and disease resistance of striped catfish (Pangasianodon hypothythalmus). Biotechnol. Appl. Biochem. 2017; 64:564-571. [34] Alam SM, Ansari R, Khan MA. Application of radioisotopes and radiation in the field of agriculture: review. Online J. Biol. Sci. 2001; 3:82-86. [35] Kharkwal MC. A brief history of plant mutagene- sis. In: Shu QY, Forster BP, Nakagawa H, editors. Plant Mutation Breeding and Biotechnology. Wallingford: CABI 2012; 21-30. [36] Oladosu Y, Rafii MY, Abdullah N, Ghazali H, As- faliza R, Rahim HA, Miah G, Usman M. Principle and application of plant mu- tagenesis in crop improvement: A review. Biotechnology & Biotechnological Equip- ment. 2016; 30:1-16. [37] Pathirana R. Plant mutation breeding in agricul- ture. CAB Reviews Perspectives in Agriculture Veteri- nary Science Nutrition and Natural Resources. 2011; 6:1-20. [38] Kharkwal MC, Shu Y. The role of induced muta- tions in world food security. In: Shu QY, editor. In- duced Plant Mutations in the Genomics Era. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Na- tions 2009; 33-38. [39] Mutant Data Base. [Internet]. 2020. Available from: https://mvd.iaea.org/#!Search [Accessed: 06- 12-2020] [40] Morita R, Kusaba M, Iida S, Yamaguchi H, Nishio T, Nishimura M. Molecular characterization of muta- tions induced by gamma irradiation in rice. Genes Genet. Syst. 2009; 84:361-370. [41] Sikder S, Biswas P, Hazra P, Akhtar S, Chattopad- hyay A, Badigannavar AM. Induction of mutation in tomato (solanum lycopersicum L.) by gamma irradia- tion and EMS. Indian J. Genet. 2013; 73:392-399. Moh CC. The use of radiation-induced mutation in crop breeding in Latin America and some biological effects of radiation in coffee. Int. J. Appl. Radiat. Isot. 1962; 13:467-475. [43] Astuti NK, Suputa, Putra NS, Indarwatmi M. Gamma irradiation treatement of Bactrocera dorsalis Hendel (Diptera: Tephritidae) in Snake Fruit. Jurnal Perlindungan Tanaman Indonesia 2019; 23:242-249. [44] Lâm ND, Diệp TB, Tú DM. Nghiên cứu sử dụng bức xạ gamma liều thấp để xử lý kiểm dịch ruồi đục quả Phương Đông (Bactrocera dorsalis Hendel) lây nhiễm trên quả thanh long. Tạp chí Sinh học 2004; 26:35-40. [45] Mahmoud MF, Barta M. Effect of gamma radia- tion on the male sterility and other quality parameters of peach fruit fly, Bactrocera zonata (Saunders) (Dip- tera: Tephritidae). Hort. Sci. 2011; 38:54-62. [46] Bloomfield CIA, Fanson BG, Mirrington R, Gillespie PS, Dominiak BC. Optimising irradiation dose in mass-produced Queesland fruit fly, Bactrocera tryoni, for sterile insect release: the incorporation of residual effects on F1 progeny. Entomol. Exp.s Appl. 2017; 162:168-177. [47] Food irradiation: What you need to know. Food and Drug Administration (FDA) 2016. [48] Tallentire A. The Spectrum of Microbial Radia- tion Sensitivity. Radiat. Phys. Chem. 1980;15:83-89.