Thuốc phóng xạ là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Thuốc phóng xạ là hợp chất chứa đồng vị phóng xạ được dùng trong y học hạt nhân để chẩn đoán hình ảnh hoặc điều trị bệnh thông qua phát xạ ion hóa. Chúng gồm ba thành phần chính: đồng vị phát tia, chất mang sinh học và chất liên kết, cho phép dẫn hướng chính xác tới mô bệnh cần quan sát hoặc tiêu diệt.

Định nghĩa thuốc phóng xạ

Thuốc phóng xạ (radiopharmaceuticals) là những hợp chất có chứa đồng vị phóng xạ được sử dụng trong y học hạt nhân nhằm phục vụ mục đích chẩn đoán hoặc điều trị bệnh lý. Các thuốc này là sự kết hợp giữa một dược chất định hướng tới cơ quan đích và một đồng vị phát xạ ion hóa, cho phép ghi nhận tín hiệu hình ảnh hoặc tác động điều trị tại vị trí mong muốn.

Khác với thuốc thông thường chỉ gây tác động hóa học hoặc sinh học, thuốc phóng xạ còn phát ra tia phóng xạ như alpha, beta, gamma hoặc positron. Các tia này có thể xuyên mô, tạo ảnh hoặc tiêu diệt tế bào tùy theo đặc tính vật lý của đồng vị sử dụng. Do đó, thuốc phóng xạ có vai trò đặc biệt trong các kỹ thuật hình ảnh như PET, SPECT và trong điều trị đích các bệnh lý ung thư, nội tiết.

Việc sử dụng thuốc phóng xạ cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn bức xạ, bảo quản, vận chuyển và xử lý chất thải. Bởi đặc tính phát xạ ion hóa, chúng có thể gây tổn thương DNA nếu tiếp xúc không kiểm soát. Chính vì vậy, mọi khâu từ sản xuất đến sử dụng thuốc phóng xạ đều chịu sự giám sát của các cơ quan kiểm soát bức xạ và y tế hạt nhân quốc gia hoặc quốc tế.

Phân loại theo mục đích sử dụng

Thuốc phóng xạ được chia thành hai nhóm chính theo chức năng lâm sàng: nhóm dùng cho chẩn đoán hình ảnh và nhóm dùng cho điều trị. Sự phân loại này chủ yếu dựa trên loại tia phát ra, liều sử dụng và mục tiêu sinh học cần đạt được trong cơ thể bệnh nhân.

Nhóm thuốc chẩn đoán thường sử dụng đồng vị phát tia gamma hoặc positron với liều rất thấp, đủ để ghi nhận tín hiệu nhưng không gây tổn thương mô. Ví dụ, 99mTc và 18F là hai đồng vị phổ biến dùng trong SPECT và PET. Nhóm thuốc điều trị sử dụng đồng vị phát tia beta hoặc alpha, có năng lượng cao hơn và được dùng với liều điều trị để tiêu diệt tế bào bệnh lý như ung thư tuyến giáp, u thần kinh nội tiết.

Loại thuốc Đồng vị điển hình Bức xạ Ứng dụng chính
Chẩn đoán 99mTc, 18F Gamma, Positron SPECT, PET – tim mạch, ung thư, xương
Điều trị 131I, 177Lu Beta, Alpha Điều trị ung thư tuyến giáp, nội tiết

Chi tiết chuyên môn tham khảo tại: National Cancer Institute – Radiopharmaceuticals

Cấu trúc và thành phần của thuốc phóng xạ

Một thuốc phóng xạ bao gồm ba thành phần chính: (1) đồng vị phóng xạ, (2) chất mang sinh học và (3) chất liên kết (chelator hoặc linker). Sự kết hợp ba yếu tố này tạo nên tính đặc hiệu và ổn định của thuốc trong môi trường sinh lý.

Đồng vị phóng xạ là nguồn phát xạ dùng để chẩn đoán hoặc điều trị, thường được chọn dựa trên loại bức xạ, thời gian bán rã và khả năng gắn kết với dược chất. Chất mang là một phân tử có khả năng tích lũy chọn lọc tại mô bệnh như kháng thể đơn dòng, peptide, hoặc phân tử đường. Linker giúp gắn kết hai thành phần trên, đảm bảo cấu trúc ổn định và không gây tách rời sớm trong tuần hoàn.

  • Đồng vị: quyết định hiệu lực và cách sử dụng (chẩn đoán hay điều trị)
  • Chất mang: quyết định vị trí tích lũy trong cơ thể
  • Linker: đảm bảo tính ổn định hóa học, sinh học

Sự tối ưu hóa cấu trúc thuốc phóng xạ đòi hỏi sự phối hợp giữa vật lý hạt nhân, hóa học phóng xạ và dược lý học. Tính toán bán rã sinh học và vật lý là bắt buộc để ước lượng liều hấp thụ tại mô đích.

Cơ chế hoạt động của thuốc phóng xạ

Thuốc phóng xạ hoạt động dựa trên khả năng dẫn hướng của chất mang và năng lượng phát xạ của đồng vị. Sau khi được tiêm vào cơ thể, thuốc sẽ phân bố theo đặc tính sinh học của chất mang, tích lũy tại mô đích và phát ra bức xạ ion hóa tại vị trí đó.

Trong ứng dụng chẩn đoán, tia gamma hoặc positron từ thuốc phóng xạ được thiết bị ghi nhận (gamma camera, PET scanner) và tái tạo thành hình ảnh chức năng. Quá trình này cho phép đánh giá chuyển hóa, tưới máu, mật độ thụ thể… trong thời gian thực.

Ở mục đích điều trị, bức xạ beta hoặc alpha có khả năng phá hủy tế bào thông qua ion hóa DNA, gây đứt gãy chuỗi và cảm ứng chết tế bào. Cơ chế này đặc biệt hữu ích trong điều trị khối u rải rác, tế bào đơn lẻ mà phương pháp phẫu thuật không can thiệp được.

Các đồng vị phóng xạ phổ biến

Việc lựa chọn đồng vị phóng xạ cho từng loại thuốc phụ thuộc vào đặc tính vật lý như thời gian bán rã, loại bức xạ phát ra, năng lượng phát xạ, và khả năng gắn kết hóa học với chất mang. Mỗi đồng vị phù hợp với một mục tiêu lâm sàng cụ thể và yêu cầu kỹ thuật riêng về sản xuất, bảo quản và sử dụng.

Các đồng vị thường dùng trong chẩn đoán gồm:

  • 99mTc (Technetium-99m): phát tia gamma, thời gian bán rã 6 giờ, lý tưởng cho SPECT
  • 18F (Fluorine-18): phát positron, bán rã 110 phút, thường dùng trong PET/CT

Các đồng vị điều trị phổ biến gồm:

  • 131I (Iodine-131): phát beta và gamma, điều trị tuyến giáp
  • 177Lu (Lutetium-177): phát beta năng lượng thấp, lý tưởng cho điều trị u thần kinh nội tiết
  • 223Ra (Radium-223): phát alpha, dùng trong ung thư di căn xương
Đồng vị Loại bức xạ Thời gian bán rã Ứng dụng
99mTc Gamma 6 giờ SPECT tim mạch, xương, thận
18F Positron 110 phút PET – chẩn đoán ung thư
131I Beta và gamma 8 ngày Điều trị tuyến giáp
177Lu Beta 6,7 ngày U thần kinh nội tiết, ung thư tuyến tiền liệt

Ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh

Thuốc phóng xạ đóng vai trò trung tâm trong các kỹ thuật hình ảnh chức năng hiện đại như PET (Positron Emission Tomography) và SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). Khác với CT hay MRI cung cấp hình ảnh giải phẫu, các kỹ thuật này hiển thị quá trình sinh lý – chuyển hóa – tại cấp độ phân tử.

Chẩn đoán hình ảnh sử dụng thuốc phóng xạ cho phép phát hiện tổn thương ở giai đoạn rất sớm, đánh giá hoạt động khối u, kiểm tra mức tưới máu tim, đánh giá chức năng thận hoặc não. Các bệnh phổ biến được áp dụng gồm ung thư phổi, vú, đại trực tràng, bệnh Alzheimer và bệnh mạch vành.

Ví dụ nổi bật là 18F-FDG PET, trong đó phân tử FDG (một dạng glucose phóng xạ) tích lũy ở tế bào ung thư có chuyển hóa cao, phát positron ghi nhận được bằng máy PET, tái tạo thành ảnh ba chiều chính xác về vị trí và mức độ hoạt động của khối u.

Ứng dụng trong điều trị

Các thuốc phóng xạ điều trị được thiết kế để mang liều bức xạ tiêu diệt có chọn lọc mô bệnh. Điều này đạt được nhờ chất mang tích lũy tại tế bào đích, đồng vị phát ra tia beta hoặc alpha có khả năng gây đứt gãy DNA, dẫn đến apoptosis (chết tế bào theo lập trình) hoặc hoại tử mô đích.

Điều trị phóng xạ nội khoa được ứng dụng hiệu quả trong các bệnh lý sau:

  • Cường giáp, ung thư tuyến giáp: dùng 131I, hấp thu chọn lọc bởi tuyến giáp
  • U thần kinh nội tiết: dùng 177Lu-DOTATATE nhắm thụ thể somatostatin
  • Ung thư xương di căn: dùng 223Ra có ái lực cao với mô xương

Ưu điểm chính của thuốc phóng xạ điều trị là độ chọn lọc cao, tác động khu trú, ít gây tổn thương mô lành xung quanh – điều khó đạt được với xạ trị ngoài thông thường.

Quản lý an toàn bức xạ

Việc sử dụng thuốc phóng xạ đòi hỏi hệ thống quản lý an toàn nghiêm ngặt để bảo vệ bệnh nhân, nhân viên y tế và môi trường. Các nguyên tắc cơ bản gồm:

  • ALARA: As Low As Reasonably Achievable – giảm liều đến mức thấp nhất có thể
  • Ba yếu tố an toàn: thời gian tiếp xúc, khoảng cách và che chắn
  • Giám sát liều cá nhân: qua dosimeter và hồ sơ phơi nhiễm

Các cơ sở y tế sử dụng thuốc phóng xạ phải được cấp phép bởi cơ quan chuyên trách như Bộ Khoa học Công nghệ, IAEA hoặc NRC (U.S. Nuclear Regulatory Commission), có quy trình xử lý chất thải phóng xạ, vùng cách ly và huấn luyện định kỳ nhân sự.

Thông tin chuyên sâu tại: IAEA – Radiopharmaceuticals

Tiềm năng và thách thức tương lai

Thuốc phóng xạ đang mở ra hướng tiếp cận mới trong y học chính xác và điều trị cá thể hóa. Xu hướng phát triển “theranostics” – kết hợp chẩn đoán và điều trị trong cùng một phân tử – đang được nghiên cứu rộng rãi. Một ví dụ điển hình là cặp 68Ga-DOTATATE (PET) và 177Lu-DOTATATE (điều trị) trong u thần kinh nội tiết.

Các công nghệ mới như cyclotron mini, hệ thống tổng hợp tự động, kỹ thuật chelator thế hệ mới giúp cải thiện độ ổn định, hiệu quả và khả năng sản xuất tại chỗ của thuốc phóng xạ. Tuy nhiên, các rào cản vẫn còn hiện hữu gồm:

  • Chi phí cao và yêu cầu cơ sở hạ tầng đặc thù
  • Chuỗi cung ứng đồng vị phức tạp, hạn chế nguồn sản xuất
  • Rào cản pháp lý và đào tạo nhân lực chuyên môn

Vượt qua các thách thức này sẽ là chìa khóa để mở rộng ứng dụng thuốc phóng xạ, mang lại lợi ích thiết thực cho bệnh nhân trong nhiều lĩnh vực y học hiện đại.

Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề thuốc phóng xạ:

Đánh giá đa dạng nguồn tài nguyên cây thuốc tại khu vực rừng phòng hộ thị xã Phú Mỹ và huyện đất đỏ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
Nghiên cứu này được tiến hành nhằm đánh giá đa dạng nguồn tài nguyên cây thuốc ở thị xã Phú Mỹ và huyện Đất Đỏ, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.Kết quả điều tra đã xác định được 435 loài thực vật có giá trị làm thuốc, thuộc 319 chi, 117 họ thuộc 4 ngành thực vật bậc cao có mạch (Lycopodiophyta, Polypodiophyta, Gnetophyta và Magnoliophyta). Trong đó, ngành Ngọc lan là đa dạng nhất chiếm 94,71% tổng số loài ...... hiện toàn bộ
#dược liệu #đa dạng cây thuốc #Phú Mỹ #Bà Rịa – Vũng Tàu
Phương pháp số lặp để xác định hệ số ma sát phụ thuộc nhiệt độ trong phân tích mô hình nhiệt cơ của quá trình dập boulon lạnh Dịch bởi AI
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Tập 68 - Trang 2133-2144 - 2013
Một tập hợp các hệ số ma sát phụ thuộc nhiệt độ đã được phát triển nhằm tăng độ chính xác của các mô phỏng phần tử hữu hạn (FE) trong quá trình dập boulon lạnh. Các hệ số ma sát ban đầu thu được ở các nhiệt độ khác nhau đã được hiệu chỉnh thông qua các phép lặp giữa tải trọng thử nghiệm và tải trọng mô hình nhiệt cơ. Hệ số ma sát không đổi và tập hợp hệ số ma sát phụ thuộc vào nhiệt độ đã được áp ...... hiện toàn bộ
#ma sát phụ thuộc nhiệt độ #mô phỏng phần tử hữu hạn #quá trình dập boulon lạnh #mô hình nhiệt cơ #hiệu chỉnh mô hình
Điều trị viêm khớp dạng thấp (RA) ở Ấn Độ—cách thức và ai thực hiện: kết quả từ một phòng khám chuyên khoa—việc sử dụng methotrexate liều thấp (MTX) không đạt yêu cầu rõ ràng Dịch bởi AI
Clinical Rheumatology - Tập 35 - Trang 2163-2173 - 2016
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích (a) nghiên cứu các bệnh nhân RA dương tính với kháng thể về những người chăm sóc trước đó, người đưa ra chẩn đoán, thuốc và liều đã sử dụng và (b) tình trạng bệnh tại lần khám đầu tiên và lần khám cuối cùng, từ góc độ về việc họ đã nhận được điều trị DMARD tốt nhất hay không tối ưu. Dữ liệu được nhập vào theo phương pháp triển vọng đã được trích xuất từ ...... hiện toàn bộ
#viêm khớp dạng thấp #điều trị #thuốc #methotrexate #Ấn Độ
Định lượng kích thước tâm thất trái trên hình ảnh đồng vị phóng xạ thallium-201 trong quá trình tập thể dục Dịch bởi AI
European Journal of Nuclear Medicine - Tập 23 - Trang 762-767 - 1996
Mục đích của nghiên cứu này là xác định xem việc định lượng kích thước tâm thất trái trên hình ảnh đồng vị phóng xạ thallium-201 trong quá trình tập thể dục có tương quan với các phép đo siêu âm tim, có phản ánh mức độ nghiêm trọng của bệnh động mạch vành hay không, và liệu nó có thể cung cấp thông tin bổ sung về mức độ nghiêm trọng của bệnh động mạch vành hay không. Trong số 42 đối tượng kiểm soá...... hiện toàn bộ
#định lượng kích thước tâm thất trái #thallium-201 #hình ảnh đồng vị phóng xạ #bệnh động mạch vành
Ảnh hưởng của phong cách sống và vị thế kinh tế - xã hội đến mối liên hệ giữa việc sử dụng thuốc chống viêm không steroid và các sự kiện bất lợi lớn về tim mạch: Nghiên cứu kiểu trường hợp-người đối diện Dịch bởi AI
Drug Safety - Tập 46 - Trang 533-543 - 2023
Hiện chưa biết liệu những rủi ro tim mạch liên quan đến việc sử dụng thuốc chống viêm không steroid (NSAID) có khác nhau dựa trên phong cách sống và vị thế kinh tế - xã hội hay không. Chúng tôi đã khảo sát mối liên hệ giữa việc sử dụng NSAID và các sự kiện bất lợi lớn về tim mạch (MACE) trong các phân nhóm được xác định bởi phong cách sống và vị thế kinh tế - xã hội. Chúng tôi đã thực hiện một ngh...... hiện toàn bộ
#Thuốc chống viêm không steroid #rủi ro tim mạch #sự kiện bất lợi lớn về tim mạch #nghiên cứu kiểu trường hợp-người đối diện #phong cách sống #vị thế kinh tế - xã hội
Minh họa Hiệu suất Lưu trữ Chất thải Phóng xạ Cao: Sử dụng Thước đo Thay thế để Đánh giá Dòng phóng xạ Mô hình Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 1107 - Trang 1-8 - 2008
Các chỉ số bổ sung đã được sử dụng trong việc phát triển một trường hợp an toàn nhằm tránh những không chắc chắn trong mô hình sinh quyển được sử dụng để ước lượng liều lượng hoặc rủi ro thông thường. Ví dụ, dòng phóng xạ có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hiệu suất của rào chắn. Tuy nhiên, việc xác định các thước đo liên quan để so sánh là rất khó khăn, vì dòng radiactivity tự nhiên xảy...... hiện toàn bộ
#dòng phóng xạ #chất thải phóng xạ cao #mô hình sinh quyển #hiệu suất rào chắn #thước đo thay thế #nước ngầm
Tiêu chảy của khách du lịch Dịch bởi AI
Drugs - Tập 45 - Trang 910-917 - 2012
Đối với những người từ những khu vực công nghiệp hóa cao chuyển đến các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới đang phát triển, khả năng mắc phải bệnh tiêu chảy khoảng 40%. Trong hầu hết các trường hợp, một tác nhân vi khuẩn là nguyên nhân gây bệnh. Các tác nhân kháng khuẩn có hoạt tính mạnh nhất chống lại các sinh vật này là cotrimoxazole (trimethoprim/sulfamethoxazole) trong những tháng mùa hè ở miề...... hiện toàn bộ
#tiêu chảy #thuốc kháng khuẩn #khách du lịch #hóa dự phòng #cotrimoxazole #fluoroquinolone
Hiệu quả của can thiệp dược lâm sàng trong phòng tránh tương tác thuốc - thuốc bất lợi trên bệnh nhân điều trị ngoại trú tại Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn
Mục tiêu: Đánh giá hiệu quả của can thiệp dược lâm sàng trong phòng tránh tương tác thuốc - thuốc chống chỉ định (TTT CCĐ) trên bệnh nhân điều trị ngoại trú tại Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn. Đối tượng và phương pháp: Tất cả các đơn kê cho bệnh nhân ngoại trú từ tháng 1/2020 đến tháng 5/2021 tại Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn. Nghiên cứu can thiệp có đánh giá trước sau (với can thiệp 1 là cung cấp thông ...... hiện toàn bộ
#Tương tác thuốc chống chỉ định #thông tin thuốc #Dược sĩ lâm sàng
Các loại basalt thuộc kỷ thứ ba và xenolith peridotite từ trầm tích Hessian (Tây Bắc Đức), phản ánh sự phối hợp của lớp mặt địa cầu với hàm lượng Nd và Sr có độ phóng xạ thấp Dịch bởi AI
Springer Science and Business Media LLC - Tập 106 - Trang 1-8 - 1990
Tổng cộng có 17 loại basalt kiềm (basalt olivin kiềm, limburgite, olivin nephelinite) và tholeiite thạch anh, cùng với 10 xenolith peridotite (hoặc clinopyroxenes của chúng) đã được phân tích về đồng vị Nd và Sr. Tỉ lệ 143Nd/144Nd và 87Sr/86Sr của tất cả các loại basalt và hầu hết các xenolith ultramafic nằm dưới dải manti với sự biến đổi lớn trong đồng vị Nd và biến đổi nhỏ hơn trong đồng vị Sr. ...... hiện toàn bộ
#basalt kiềm #xenolith peridotite #đồng vị Nd #đồng vị Sr #trầm tích Hessian #phun trào #mặt địa cầu #biến đổi mét
Đánh giá các dẫn xuất quinoline gắn xanthene như những ứng viên tiềm năng chống lại các mục tiêu thuốc chống sốt rét Dịch bởi AI
Molecular Diversity - Tập 27 - Trang 709-727 - 2022
Một loạt các dẫn xuất quinoline gắn xanthene 6a–n đã được tổng hợp thành công với tính chọn lọc vùng và được đặc trưng hóa bằng IR, 1H NMR, 13C NMR, và dữ liệu phổ khối. Phân tử docking đã được thực hiện để tìm hiểu hiệu quả liên kết của tất cả các hợp chất được tổng hợp mới này đối với mười ba mục tiêu thuốc chống sốt rét. Mô phỏng động lực học phân tử đã được thực hiện để dự đoán sự ổn định của ...... hiện toàn bộ
#quinoine #xanthene #thuốc chống sốt rét #docking phân tử #mô phỏng động lực học phân tử
Tổng số: 19   
  • 1
  • 2