Đồng vị phóng xạ là các loại nguyên tố hóa học được tạo ra thông qua sự phân rã tự nhiên của các nguyên tử. Tiếp xúc với bức xạ nói chung được coi là có hại cho cơ thể con người, nhưng đồng vị phóng xạ rất có giá trị trong y học, đặc biệt là trong chẩn đoán và điều trị bệnh.
Y học hạt nhân sử dụng đồng vị phóng xạ theo nhiều cách khác nhau. Một trong những ứng dụng phổ biến hơn là làm chất đánh dấu trong đó đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như technetium-99m, được dùng bằng đường uống, tiêm hoặc hít vào cơ thể. Đồng vị phóng xạ sau đó sẽ lưu thông khắp cơ thể hoặc chỉ được hấp thụ bởi một số mô nhất định.
Sự phân bố của nó có thể được theo dõi tùy theo bức xạ mà nó phát ra. Bức xạ phát ra có thể được ghi lại bằng nhiều kỹ thuật hình ảnh khác nhau, chẳng hạn như chụp cắt lớp vi tính phát xạ photon đơn (SPECT) hoặc chụp cắt lớp phát xạ positron (PET), tùy thuộc vào đồng vị phóng xạ được sử dụng.
Thông qua hình ảnh như vậy, các bác sĩ có thể kiểm tra lưu lượng máu đến các cơ quan cụ thể và đánh giá chức năng của cơ quan hoặc sự phát triển của xương. Đồng vị phóng xạ thường có thời gian bán hủy ngắn và thường phân rã trước khi chất phóng xạ phát ra của chúng có thể gây tổn hại cho cơ thể bệnh nhân.
Các ứng dụng trị liệu của đồng vị phóng xạ thường nhằm mục đích tiêu diệt các tế bào mục tiêu. Cách tiếp cận này tạo thành cơ sở của xạ trị, thường được sử dụng để điều trị ung thư và các tình trạng khác liên quan đến sự phát triển mô bất thường, chẳng hạn như cường giáp. Trong xạ trị ung thư, khối u của bệnh nhân bị bắn phá bằng bức xạ ion hóa, thường ở dạng chùm hạt hạ nguyên tử, chẳng hạn như proton, neutron hoặc hạt alpha hoặc beta, phá vỡ trực tiếp cấu trúc nguyên tử hoặc phân tử của mô mục tiêu.
Bức xạ ion hóa gây ra sự phá vỡ phân tử DNA sợi đôi, khiến các tế bào ung thư chết và do đó ngăn cản sự nhân lên của chúng. Mặc dù xạ trị có liên quan đến các tác dụng phụ khó chịu nhưng nhìn chung nó có hiệu quả trong việc làm chậm sự tiến triển của ung thư hoặc, trong một số trường hợp, thậm chí còn thúc đẩy sự thoái triển của bệnh ác tính.
Việc sử dụng đồng vị phóng xạ trong lĩnh vực y học và xạ trị đã tiến bộ đáng kể kể từ khi phát hiện ra đồng vị phóng xạ nhân tạo trong những thập kỷ đầu tiên của thập niên 1900. Đồng vị phóng xạ nhân tạo được tạo ra từ các nguyên tố ổn định bị bắn phá bằng neutron. Sau phát hiện đó, các nhà nghiên cứu bắt đầu nghiên cứu các ứng dụng y tế tiềm năng của đồng vị phóng xạ nhân tạo, công trình đặt nền móng cho y học hạt nhân. Ngày nay các thủ tục chẩn đoán và điều trị bằng cách sử dụng đồng vị phóng xạ là thông lệ.
