Ngành chăm sóc sức khỏe phụ thuộc rất nhiều vào các công nghệ tiên tiến và các giải pháp đổi mới để giải quyết các thách thức y tế phức tạp. Từ chẩn đoán và hình ảnh đến hệ thống phân phối thuốc và cơ quan nhân tạo, các nguyên tố đất hiếm đóng một vai trò quan trọng trong việc cách mạng hóa các hoạt động chăm sóc sức khỏe.
Trong bài viết này, cùng thu mua phế liệu Quang Tuấn tìm hiểu tác động sâu sắc của các nguyên tố đất hiếm đến bối cảnh phát triển của ngành chăm sóc sức khỏe, nêu bật những đóng góp của chúng cho những đột phá y tế và tiềm năng mà chúng nắm giữ cho những tiến bộ trong tương lai.
1, Các nguyên tố REE được sử dụng trong đổi mới y tế
Gadolinium (Gd)
Gadolinium được sử dụng rộng rãi trong chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) do tính chất từ tính mạnh của nó, được gọi là tính thuận từ. Thành phần này mang lại khả năng tăng cường độ tương phản tuyệt vời, nâng cao khả năng hiển thị của mạch máu, các cơ quan và mô trong quá trình chụp ảnh. Các chất tương phản dựa trên gadolinium (GBCA) thường được sử dụng trong quét MRI chẩn đoán.
Yttri (Y)
Yttrium-90 (Y-90) là một đồng vị phóng xạ của yttrium được sử dụng trong xạ trị nhắm mục tiêu để điều trị ung thư. Y-90 được tiêm vào khối u hoặc trực tiếp vào vị trí ung thư thông qua ống thông. Sự phát xạ năng lượng cao của nó cho phép tiêu diệt các tế bào ung thư đồng thời giảm thiểu thiệt hại cho các mô khỏe mạnh xung quanh.
Lutetium (Lu)
Lutetium-177 (Lu-177) là một đồng vị phóng xạ khác được sử dụng trong xạ trị nhắm mục tiêu. Nó phát ra cả bức xạ beta và gamma thích hợp để điều trị tế bào ung thư. Lu-177 thường được kết hợp với các phân tử nhắm mục tiêu cụ thể, chẳng hạn như peptide hoặc kháng thể, để đưa bức xạ trực tiếp đến tế bào ung thư, mang lại lựa chọn điều trị nhắm mục tiêu trong y học hạt nhân.
Terbium (Tb)
Terbium là nguyên tố đất hiếm phát quang, phát ra ánh sáng xanh khi bị kích thích bởi các nguồn năng lượng bên ngoài. Nó được sử dụng trong các chất đánh dấu huỳnh quang để xét nghiệm miễn dịch và thí nghiệm hình ảnh sinh học. Chất lân quang gốc Terbium cũng được ứng dụng trong các công nghệ xét nghiệm chẩn đoán, nâng cao độ nhạy và độ chính xác của các xét nghiệm y tế khác nhau.
Samarium (Sm)
Samarium-153 (Sm-153) là một đồng vị phóng xạ được sử dụng trong điều trị ung thư xương và liệu pháp giảm nhẹ cho di căn xương. Sm-153 phát ra cả bức xạ beta và gamma, có thể làm giảm đau và giảm kích thước khối u ở bệnh nhân ung thư xương di căn.
2, Công nghệ hình ảnh trong y học
Vai trò của REE trong quét MRI và CT
Trong MRI (Chụp cộng hưởng từ)
Các chất tương phản có chứa REE, chẳng hạn như gadolinium, được tiêm vào máu bệnh nhân. Những tác nhân này làm thay đổi tính chất từ tính bên trong cơ thể, mang lại hình ảnh rõ ràng và chi tiết hơn. Điều này giúp phân biệt giữa các loại mô khác nhau và hỗ trợ hình dung các cấu trúc bất thường hoặc các bất thường của mô.
Các chất tương phản MRI dựa trên gadolinium đặc biệt có giá trị trong việc chụp ảnh các mạch máu, khối u và các khu vực bị ảnh hưởng bởi tình trạng bệnh lý.
Trong chụp cắt lớp điện toán (CT)
Các chất REE như iốt thường được sử dụng làm chất tương phản. Các chất tương phản gốc iốt được dùng bằng đường uống hoặc tiêm tĩnh mạch để làm nổi bật các vùng cụ thể của cơ thể trong quá trình chụp CT. Những chất tương phản này cải thiện đáng kể khả năng hiển thị và sự khác biệt của các cấu trúc trong cơ thể, đặc biệt là mạch máu, các cơ quan và khối u.
Sử dụng REE trong hình ảnh phân tử
Đặc tính quang học của REE
REE có thể phát ra ánh sáng cường độ cao, dải hẹp và tồn tại lâu dài với bước sóng phát xạ được xác định trước. Sự phát quang này có thể được phát hiện một cách nhạy cảm và chính xác hơn so với các kỹ thuật huỳnh quang hoặc lân quang truyền thống. Bằng cách gắn REE vào các đầu dò phân tử cụ thể, các nhà nghiên cứu có thể nhắm mục tiêu và chụp ảnh một cách có chọn lọc các phân tử sinh học hoặc các quá trình tế bào cụ thể.
Tác nhân tạo ảnh phân tử
REE có thể được tích hợp vào nhiều loại tác nhân tạo ảnh phân tử khác nhau, bao gồm các hạt nano, phân tử hữu cơ nhỏ và liên hợp phân tử sinh học. Các tác nhân này có thể được thiết kế để nhắm vào các phân tử cụ thể, chẳng hạn như các thụ thể đặc hiệu của bệnh hoặc các cấu trúc tế bào cụ thể.
3, Ứng dụng trị liệu
Vai trò của nguyên tố đất hiếm trong xạ trị
REE đóng một vai trò quan trọng trong việc tiêu chuẩn hóa và đảm bảo phân phối liều chính xác trong xạ trị. Bằng cách thiết lập và duy trì các hệ số hiệu chuẩn đáng tin cậy, nó giúp các bác sĩ lâm sàng cung cấp liều bức xạ chính xác và kiểm soát hiệu quả kết quả điều trị, mang lại sự chăm sóc tốt nhất có thể cho bệnh nhân ung thư.
REE trong hệ thống phân phối thuốc
REE, chẳng hạn như yttrium (Y) hoặc neodymium (Nd), có thể được sử dụng để sản xuất các hạt nano từ tính để phân phối thuốc theo mục tiêu. Những hạt này có thể được hướng tới các mô hoặc tế bào cụ thể bằng cách sử dụng từ trường bên ngoài, cải thiện hiệu quả phân phối thuốc và giảm tác dụng ngoài mục tiêu.
4, Thiết bị lưu trữ năng lượng
REE trong pin sạc
Tăng cường lưu trữ năng lượng
Các nguyên tố đất hiếm tạo điều kiện cho khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn trong pin sạc. Chúng cho phép sản xuất pin có mật độ năng lượng cao hơn, cho phép các thiết bị hoạt động trong thời gian dài hơn mà không cần phải sạc lại thường xuyên.
Hiệu suất pin nâng cao
REE góp phần cải thiện hiệu suất tổng thể của pin sạc. Chúng giúp tăng độ ổn định của vật liệu pin, giảm các phản ứng phụ không mong muốn và nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng tổng thể trong hệ thống pin.
Tốc độ sạc và xả được cải thiện
Các nguyên tố đất hiếm giúp pin sạc có thể sạc và xả ở tốc độ cao hơn. Điều này có nghĩa là pin có thể được sạc lại nhanh chóng, giảm thời gian ngừng hoạt động và cải thiện khả năng sử dụng của các thiết bị sử dụng loại pin này.
Kéo dài tuổi thọ pin
REE góp phần nâng cao tuổi thọ của pin sạc. Chúng cho phép pin chịu được nhiều chu kỳ sạc và xả mà không bị hư hỏng, giúp pin có tuổi thọ cao hơn và có thể duy trì hiệu suất cao trong thời gian dài.
Sự tăng trưởng không ngừng và nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm làm nổi bật vai trò ngày càng quan trọng của chúng trong việc định hình tương lai của ngành chăm sóc sức khỏe. Khi công nghệ y tế tiếp tục phát triển, sự phụ thuộc vào vật liệu đất hiếm sẽ ngày càng sâu sắc hơn, dẫn đến những đổi mới mang tính đột phá và các giải pháp điều trị mới.
