X射线灭菌效果会因剂量率和细菌环境而发生巨大变化

辐射灭菌技术使用能量远高于紫外线辐射的电磁波破坏细菌和微生物的DNA和细胞结构。该技术已成为各个领域消毒不可或缺的技术，包括医疗器械（如一次性注射器、导管、人工关节）、药品（如原材料、组织移植物）和食品（如土豆发芽抑制）。

传统上，人们认为辐射灭菌的有效性仅取决于总辐照剂量。然而，这一假设现在受到了名古屋市立大学松本教授和岩田副教授领导的一个研究小组的挑战。

在他们的研究中，该团队使用大肠杆菌作为模型生物，在保持总照射剂量恒定的同时，显著改变了X射线剂量率，该研究现已发表在《科学报告》上。结果显示，细菌的营养环境存在显著差异。

在营养不良的环境中，低剂量率的长期照射（即低强度X射线）比高剂量率的短期照射更有效。相反，在营养丰富的环境中，与低剂量率的长期照射相比，高剂量率的短期照射可实现10倍以上的消毒效率。

使用随机微分方程（一种尖端的数学工具）对这些发现进行了进一步分析，从而能够定量理解辐射损伤细菌和细胞结构的机制。

这项研究不仅为优化使用辐射的灭菌和消毒方案提供了科学基础，而且还为设计一种新的辐照策略提供了新的框架，该策略可以选择性地消除快速增殖的病变细胞（如癌症细胞），同时最大限度地减少对健康组织的损害。这些见解为开发使用X射线和质子束的更安全、更有效和对患者友好的放射疗法带来了巨大的希望。p