Сегодня радиация широко применяется в медицине. Она способна как вызывать заболевания, так и лечить их. Существует три аспекта применения радиации в медицине, основанных на тех или иных свойствах излучений и предназначенных для конкретных целей:
- Использование радиации для диагностики заболевания (рентгенологическая и радиоизотопная диагностика);
- Использование радиации для лечения (радиоизотопная и радиационная терапия и хирургия);
- Радиационная стерилизация.
Используются все три вида ионизирующего или ядерного излучения.
Альфа-лучи — поток положительно заряженных альфа-частиц.
Бета-лучи — поток электронов или позитронов.
Гамма-лучи и рентгеновское излучение — электромагнитные волны.
Появление в распоряжении медиков радиоактивно меченых атомов открыло новый раздел медицины — радиоизотопную медицину. С помощью методов изотопной медицины выявляют патологические, в том числе, онкологические процессы в печени, почках, нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.
Сегодня усилия исследователей направлены на изучение антиоксидантов и препаратов, содержащих сульфгидрильные группы, которые могут использоваться в качестве протекторов, предохраняющих от рака, вызываемого как радиацией, так и различными химическими агентами. Применение протекторов позволяет человеку переносить практически без последствий воздействие радиоактивной дозы, превышающей смертельную примерно в два раза.
Лаборатория Вильгельма Конрада Рентгена в Вюрцбургском университете, где в 1895 году им были обнаружены икс-лучи, впоследствии названные рентгеновскими.
В целях диагностики, основанной на просвечивающем действии рентгеновских лучей, в настоящее время проводится свыше 150 видов диагностических исследований: флюорография, рентгеноскопия и рентгенография органов грудной клетки, позвоночника, мочевого пузыря, компьютерная томография сердца, суставов, головного мозга, ангиография (в том числе коронарография), и многие другие.
Пьер и Мария Кюри – учёные, обнаружившие естественную радиоактивность солей радия.
Со времён Пьера и Марии Кюри искусственные источники радиации используют для лечения онкологических заболеваний. Сами супруги Кюри предложили врачам в парижском госпитале Святого Людовика использовать источники излучения, чтобы уменьшать размеры и замедлять рост опухолей. Так появилась радиотерапия.
Опухолевые клетки отличаются от нормальных в первую очередь своим безостановочным делением. В момент деления клетки особенно уязвимы для облучения. Поэтому можно подобрать условия облучения, губительные для раковых клеток и относительно безопасные для здоровых. Лучевая терапия способна тормозить или полностью прекращать деление опухолевых клеток.
Сейчас наиболее популярна рентгеновская компьютерная томография. Она позволяет видеть повреждения, невидимые на обычной рентгенограмме из-за наложения органов и тканей. Дозы облучения при компьютерной томографии в несколько раз больше, чем при рентгенографии или флюорографии, но диагностическая ценность этого исследования значительно выше. Томографию теперь делают не только с помощью рентгеновских лучей, но и с помощью гамма-излучения. Этот метод называется позитронно-эмиссионной томографией.
В 1970-х годах в медицинскую практику вошла радиохирургия. Гамма-нож — это установка для лечения новообразований в полости черепа. Гамма-нож действует по принципу неинвазивного хирургического ножа, то есть при проведении процедуры не требуется разрезов. За прошедшее время в мире пролечены около миллиона пациентов. Радиохирургия сейчас используется во всех развитых странах мира.
Высокоинтенсивное излучение может использоваться для стерилизации такого оборудования, как хирургические инструменты и перчатки, которые не выдерживают высоких температур, необходимых при обычной стерилизации. Перед использованием обязательно стерилизуют облучением сложные медицинские аппараты, такие как «сердце — легкие», «искусственная почка» и т.п.
Радиационной стерилизации подвергают медицинские препараты, теряющие при термической или химической обработке свои лечебные свойства. Получены обнадеживающие результаты, которые позволяют применить ионизирующее излучение для стерилизации крови и белковых растворов.
Оказалось возможным использовать ионизирующее излучение для лучевой стерилизации готовых вакцин, бактериальных антигенов и питательных сред, а также для получения принципиально новых препаратов — радиовакцин и радиоантигенов.
Антибиотики — это продукты жизнедеятельности микроорганизмов, растений или животных, подавляющие болезнетворные бактерии.
Так, пенициллин был получен из плесневых грибов, стрептомицин — из актиномицетов, грамицидин — из бактерий, аллицин — из чеснока, лизоцим выделен из организма животных.
Природные микроорганизмы, как правило, обладают низкой продуктивностью тех веществ, производство которых необходимо. Для биотехнологии нужны высокопродуктивные штаммы полезных микроорганизмов. Их создают методами селекции. Облучение помогает во много раз повысить продуктивность штаммов радиационно-измененных микроорганизмов и получить из них новые лекарства.
Примером является пенициллин — антибиотик, спасший жизнь сотням тысяч людей. Первые партии пенициллина, полученные в начале 1940-х годов, были из-за стоимости производства дороже золота. Методами радиационного мутагенеза и селекции выход пенициллина был увеличен в несколько тысяч раз по сравнению с исходным диким штаммом, благодаря чему это лекарство стало доступным для всех.