İYONİZE RADYASYON Dokularımızda bulunan atom ve moleküllerde elektron kopararak değişiklik yapabilen, yüksek frekanslı ve dolayısıyla yüksek enerjili olan.

... konulu sunumlar: "İYONİZE RADYASYON Dokularımızda bulunan atom ve moleküllerde elektron kopararak değişiklik yapabilen, yüksek frekanslı ve dolayısıyla yüksek enerjili olan."— Sunum transkripti:

1 İYONİZE RADYASYON Dokularımızda bulunan atom ve moleküllerde elektron kopararak değişiklik yapabilen, yüksek frekanslı ve dolayısıyla yüksek enerjili olan X ışınları, alfa, beta ve gama ışınlarıdır. Bu etki maruz kalınan iyonize radyasyonun cinsine, miktarına ve süresine göre geçici veya kalıcı olabilir. İki tip iyonlaştırıcı radyasyon vardır: 1) Elektromanyetik radyasyonlar: Gama (Y) ve X ışınları elektromanyetik radyasyonlardır. Bunlar yüksek frekanslı görünen ışık ve radyo dalgaları gibi elektromanyetik dalgalardır ve dalga boyları çok küçük olmasına rağmen enerjileri yüksektir.

2 Gama (Y) Işınları: Manyetik alanda sapmadıkları için belirli bir elektrikle yüklü değillerdir. Gama ışınları elektromanyetik dalgalardan meydana gelmiştir. Radyoaktif bozunmalar ya da nükleer reaksiyonlar sonucu oluşan kararsız atom çekirdeklerinden yayılan bir çeşit elektromanyetik ışınlardır. X Işınları: Hızlandırılmış yüksek atom numaralı elektronlar hedef seçilen atomların çekirdeklerine yaklaştıklarında, yavaşlamalar olur. Bu yavaşlamalar sonucu x ışınları oluşur. 2) Parçacıklı Radyasyon: Alfa (α) Işınları: (+) yüklü parçacıklardan oluşur. Bu yöndeki çalışmalar alfa ışınlarının artı yüklü helyum çekirdeklerinden (He++) meydana geldiğini göstermiştir. Bir kağıt parçası veya cildimiz tarafından durdurulabilir. Beta (β) Işınları: (+) ve (-) elektrik yüklerinden meydana gelmişlerdir. İnce bir su,metal levha yada cam tabakası bu elektronları durdurmak için yeterlidir.

3 İYONLAŞAMAYAN RADYASYON 1.Optik Radyasyonlar: Ultraviyole ışınları: Asıl kaynağı güneştir. UV ışınları güneş tam doğarken bolca yayılmaktadır. Bu nedenle deri kanserlerinin %80’i UV ışınlarından kaynaklanmaktadır. 2.EMR Nitelikli Radyasyonlar: Radyo dalgaları, mikrodalgalar, mobil ve cep telefonları, radyo FM ve TV vericileri, radarlar, trafolar, bilgisayarlar, akım taşıyan kablolar bu gruba girmektedirler.

4 BİYOLOJİK ETKİLERİ İyonize radyasyon canlılarda moleküler ve hücresel düzeyde fiziksel, kimyasal ve biyolojik çeşitli değişikliklere yol açar. (İyonize Radyasyon : Atomdan bir elektronu ayırabilecek güçteki radyasyondur. Moleküler değişme ve yeni kimyasal bağlar yaratma söz konusudur.) Biyolojik etkilerin ortaya çıkmasındaki olaylar: Radyasyon enerjisinin bir kısmının canlı doku tarafından absorbsiyonu, Atomların iyonizasyonu ve eksitasyonu (bir veya bir kaç elektronun atomdan ayrılıp hızla harekete geçmesi), Genlerin mutasyonu, kromozomların zarar görmesi, Hücre fonksiyonunda bozukluk, Hücre ölümü.

5 Radyasyonun Biyolojik Etkilerinde Rol Oynayan Faktörler Bunlar radyasyona bağlı (fizik) ve canlı dokuya bağlı (biyolojik) faktörlerdir. Fizik Faktörler : Radyasyonun cinsi (Kalitesi) Radyasyonun dozu (Miktarı) Radyasyonun hızı Radyasyon alan bölgenin hacmi Biyolojik Faktörler : Dokunun duyarlılığı Dokunun rejenerasyon özelliği Dokunun yaşı

6 Doğal radyasyon kaynakları: Yer kabuğunun radyoaktif maddelerinden oluşan gama, beta, alfa ışınları ile uzaydan kozmik ışınlardır. Solunum ve sindirim yollarıyla, hava, su ve tüm besinlerde az da olsa bulunan radyoaktif maddeler vücuda girerek çeşitli organlarda birikmektedir. Yapay Radyasyon Kaynakları : Radyodiagnostik, radyoterapi, nükleer tıp tanı araçları, atom reaktörleri, atom bombası deneyleridir. Nükleer enerji günümüzde sivil veya askeri amaçlarla kullanılmakta, kullanıma hazır bulundurulmakta ve deneyler insanların yaşamadığı ortamda yapılsa da doğayı ve atmosferi kirleterek tüm insanları etkileyeceği çevre bilimciler tarafından vurgulanmakta, özellikle son yıllarda, kurulu biyolojik dengenin negatif yönde bozulduğu belirtilmektedir.

7 İyonize Radyasyonun sağlık etkileri dozun büyüklüğüne ve vücudun ışınlanan bölgelerinin özelliklerine göre değişik zamanlarda ve farklı tiplerde ortaya çıkabilir. İyonize Radyasyonun etkileri deterministik etkiler ve stokastik etkiler olarak sınıflandırılır. Deterministik etki: Bir anda alınan çok yüksek doz birkaç haftada öldürebilir. Örneğin: Erkeklerde bir defada 3.5-6 Gray doz Kadınlarda bir defada 2.5-6 Gray doz kısırlık yaparken, bir defada alınan 5 Gray doz ise gözde katarakt yapması örnek verilebilir. Stokastik etki: Düşük dozlarda ortaya çıkan etkilerdir. Etkinin ortaya çıkması için bir eşik değer yoktur. Düşük doz nedeniyle kanserden ölme olasılığı 5/100.000 oranında olduğu varsayılmaktadır.

8 1/100.000 olasılıkla ölüme neden olan bazı risklerin karşılaştırılması: 1 nükleer tıp laboratuvarında 10 gün çalışmak 1.4 sigara içmek Hava kirliliği olan bir yerde 2 gün geçirmek 480 km araba yolculuğu yapmak 1600 km uçak yolculuğu yapmak 2 ay sigara içen birinin yanında bulunmak 30 kutu diyet soda içmek

9 Geçmişte yapılan nükleer silah denemelerinden dolayı radyoaktif maddelerle yüklenmiş toz bulutları, atmosferin yüksek tabakalarına ve stratosfere yerleşerek, radyoaktif yağışlar halinde yavaş yavaş yeryüzüne inmekte ve çevrenin, özellikle yüzeysel suların kirlenmesine sebep olmaktadır. Nükleer Serpinti atmosferde gerçekleştirilen nükleer bomba denemeleri sonucu meydana gelen radyoaktif serpintiler, radyoaktif çevre kirliliğine neden olan en büyük yapay radyasyon kaynağıdır. Günümüzde nispeten azalmıştır. Bununla birlikte, yer üstü ve yer altında yapılan bu tür denemeler bölgesel kirliliğe neden olmaktadır. Nükleer Güç Santralleri Uranyum gibi ağır radyoaktif atomların bir nötronun çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi (fisyon) veya hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları oluşturması (füzyon) sonucu çok büyük bir miktarda enerji açığa çıkar. Bu enerjiye nükleer enerji denir.

10 Çernobil Felaketinden 4 yıl sonra tiroid kanserine yakalanma oranı 100 kat arttı. BM raporuna göre bölgede 6000 çocuk tiroid kanserine yakalandı. Türkiye’de de Çernobil’den yayılan radyasyon nedeniyle kanser vakalarında artış olduğunu, Türk Tabipleri Birliği’nin geçtiğimiz yıllarda yaptığı bir araştırmaya göre bu nükleer kazadan en ağır biçimde etkilenen Karadeniz Bölgesi’nde bulunan Hopa’da ölümlerin %47,9’unun kansere bağlı olduğu ortaya kondu. Yine çarpıcı bir örnekte Almanya’da 2002 yılında Alman Federal Radyasyon Korunma Ofisi tarafından görevlendirilen Alman Çocukluk Çağı Konserleri Kayıt Dairesi tarafından yürütülen çalışma oldu. Nükleer santrallerin merkezinde olduğu yaklaşık 5 km çapındaki alanda yaşayan çocuklarda lösemi hızının beklenmedik bir şekilde 2,2 katına çıkmasıdır. Benzer sonuçlar ABD ve Fransa’da da bulundu.

11

12

13

14

15

16

17

18 KAYNAKLAR 1. Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomographyean increasing source of radiation exposure. N Engl J Med. 2007;357:2277-2284. 2. Singer G. Occupational radiation exposure to the surgeon. J Am Acad Orthop Surg. 2005;13:69-76. 3. Williams KA Sr, Ballapuram K. Radiation exposure in diagnostic imaging-use, misuse, or abuse? Part I: the background and science of medical radiation. J Nucl Cardiol. 2011;18:566-569. 4. Abdullah KG, Bishop FS, Lubelski D, Steinmetz MP, Benzel EC, Mroz TE. Radiation exposure to the spine surgeon in lumbar and thoracolumbar fusions with the use of an intraoperative computed tomographic 3-dimensional imaging system. Spine (Phila Pa 1976). 2012;37: E1074-1078.

19 5. Ahn Y, Kim CH, Lee JH, Lee SH, Kim JS. Radiation exposure to the surgeon during percutaneous endoscopic lumbar discectomy: a prospective study. Spine (Phila Pa 1976). 2013;38:617-625. 6. Bindal RK, Glaze S, Ognoskie M, Tunner V, Malone R, Ghosh S. Surgeon and patient radiation exposure in minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. J Neurosurg Spine. 2008;9:570-573. 7. Clark JC, Jasmer G, Marciano FF, Tumialan LM. Minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusions and fluoroscopy: a low-dose protocol to minimize ionizing radiation. Neurosurg Focus. 2013;35:E8. 8. Erken HY, Burc H, Saka G, Akmaz I, Aydogan M. Can radiation exposure to the surgeon be reduced with freehand pedicle screw fixation technique in pediatric spinal deformity correction? A prospective multicenter study. Spine (Phila Pa 1976). 2014;39:521-525.

20 9. Gebhard FT, Kraus MD, Schneider E, Liener UC, Kinzl L, Arand M. Does computer-assisted spine surgery reduce intraoperative radiation doses? Spine (Phila Pa 1976). 2006;31:2024-2027; discussion 2028. 10. Giordano BD, Baumhauer JF, Morgan TL, Rechtine GR. Cervical spine imaging using standard C-arm fluoroscopy: patient and surgeon exposure to ionizing radiation. Spine (Phila Pa 1976). 2008;33:1970-1976. 11. Ul Haque M, Shufflebarger HL, O’Brien M, Macagno A. Radiation exposure during pedicle screw placement in adolescent idiopathic scoliosis: is fluoroscopy safe? Spine (Phila Pa 1976). 2006; 31:2516-2520. 12. Harstall R, Heini PF, Mini RL, Orler R. Radiation exposure to the surgeon during fluoroscopically assisted percutaneous vertebroplasty: a prospective study. Spine (Phila Pa 1976). 2005;30:1893-1898.

21 13. Kim CW, Lee YP, Taylor W, Oygar A, Kim WK. Use of navigation-assisted fluoroscopy to decrease radiation exposure during minimally invasive spine surgery. Spine J. 2008;8:584-590. 14. Lieberman IH, Hardenbrook MA, Wang JC, Guyer RD. Assessment of pedicle screw placement accuracy, procedure time, and radiation exposure using a miniature robotic guidance system. J Spinal Disord Tech. 2012;25:241-248. a prospective, controlled trial. Spine (Phila Pa 1976). 2011;36:255-260. 15. Mariscalco MW, Yamashita T, Steinmetz MP, Krishnaney AA, Lieberman IH, Mroz TE. Radiation exposure to the surgeon during open lumbar microdiscectomy and minimally invasive microdiscectomy:

22 16. Mroz TE, Abdullah KG, Steinmetz MP, Klineberg EO, Lieberman IH. Radiation exposure to the surgeon during percutaneous pedicle screw placement. J Spinal Disord Tech. 2011;24:264-267. 17. Mroz TE, Yamashita T, Davros WJ, Lieberman IH. Radiation exposure to the surgeon and the patient during kyphoplasty. J Spinal Disord Tech. 2008;21: 96-100. 18. Mulconrey DS. Fluoroscopic radiation exposure in spinal surgery: in vivo evaluation for operating room personnel. J Spinal Disord Tech. 2013. http:// dx.doi.org/10.1097/BSD.0b013e31828673c1. 19. Nelson EM, Monazzam SM, Kim KD, Seibert JA, Klineberg EO. Intraoperative fluoroscopy, portable X-ray, and CT: patient and operating room personnel radiation exposure in spinal surgery. Spine J. 2014;14:2985-2991.

23 20. Rampersaud YR, Foley KT, Shen AC, Williams S, Solomito M. Radiation exposure to the spine surgeon during fluoroscopically assisted pedicle screw insertion. Spine (Phila Pa 1976). 2000;25: 2637-2645. 21. Ropper AE, Chi JH. Maximal radiation exposure during minimally invasive spine surgery? Neurosurgery. 2011;68:N23-24. 22. Srinivasan D, Than KD, Wang AC, La Marca F, Wang PI, Schermerhorn TC, et al. Radiation safety and spine surgery: systematic review of exposure limits and methods to minimize radiation exposure. World Neurosurg. 2014;82:1337-1343. 23. Synowitz M, Kiwit J. Surgeon’s radiation exposure during percutaneous vertebroplasty. J Neurosurg Spine. 2006;4:106-109. 24. Taher F, Hughes AP, Sama AA, Zeldin R,

24 25. Schneider R, Holodny EI, et al. 2013 Young Villard J, Ryang YM, Demetriades AK, Reinke A, Behr M, Preuss A, et al. Radiation exposure to the surgeon and the patient during posterior lumbar spinal instrumentation: a prospective randomized comparison of navigated versus non-navigated freehand techniques. Spine (Phila Pa 1976). 2014; 39:1004-1009. 26. Chohan MO, Sandoval D, Buchan A, Murray- Krezan C, Taylor CL. Cranial radiation exposure during cerebral catheter angiography. J Neurointerv Surg. 2014;6:633-636. 27. National Council of Radiation Protection and Measurements (NCRP). Recommendations on Limits for Exposure to Ionizing Radiation (NCRPReport). Bethesda, MD: NRCP; 1987. 28. Lekovic GP, Kim LJ, Gonzalez LF, Bice A, Albuquerque FC, McDougall CG. Radiation exposure during endovascular procedures. Neurosurgery. 2008; 63 (1 Suppl 1):ONS81-85; discussion ONS85-86.

25 29. Marckmann CJ, Andersen CE, Aznar MC, Botter- Jensen L. Optical fibre dosemeter systems for clinical applications based on radioluminescence and optically stimulated luminescence from Al2O3:C. Radiat Prot Dosimetry. 2006;120:28-32. 30. Mettler F, Upton A. Medical Effects of Ionizing Radiation. 2nd ed. Philadelphia, PA: WB Saunders; 1995. 31. Delbridge L, Learoyd D. Radiation exposure, thyroid cancer and surgeons. Aust N Z J Surg. 1998;68:627. Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, Hall EJ, Land CE, Little JB, et al. Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100: 13761-13766. 32.Brenner DJ, Doll R, Goodhead DT, Hall EJ, Land CE, Little JB, et al. Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: assessing what we really know. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100: 13761-13766.

26 33. Smuck M, Zheng P, Chong T, Kao MC, Geisser ME. Duration of fluoroscopic-guided spine interventions and radiation exposure is increased in overweight patients. PM R. 2013;5: 291-296 [quiz 296]. 34. Izadpanah K, Konrad G, Sudkamp NP, Oberst M. Computer navigation in balloon kyphoplasty reduces the intraoperative radiation exposure. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34:1325-1329. 35. Blattert TR, Fill UA, Kunz E, Panzer W, Weckbach A, Regulla DF. Skill dependence of radiation exposure for the orthopaedic surgeon during interlocking nailing of long-bone shaft fractures: a clinical study. Arch Orthop Trauma Surg. 2004;124:659-664. Noordeen MH, Shergill N, Twyman RS, Cobb JP, 36.Briggs T. Hazard of ionizing radiation to trauma surgeons: reducing the risk. Injury. 1993;24: 562-564.

27 37. Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM Jr, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging. Philadelphia, PA: Williams & Wilkins; 1994. 38. Goodman BS, Carnel CT, Mallempati S, Agarwal P. Reduction in average fluoroscopic exposure times for interventional spinal procedures through the use of pulsed and low-dose image settings. Am J Phys Med Rehabil. 2011;90: 908-912. 39. Taveras JM, Ferrucci JT, Murray K, Dalinka MD, Dunnick NR, Higgins CB. Radiology: Diagnosis Imaging Intervention. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2003. 40. Grelat M, Zairi F, Quidet M, Marinho P, Allaoui M, Assaker R. [Assessment of the surgeon radiation exposure during a minimally invasive TLIF: comparison between fluoroscopy and Oarm system]. Neurochirurgie. 2015;61:255-259 [in French].

28 41. Muller LP, Suffner J, Wenda K, Mohr W, Rommens PM. Radiation exposure to the hands and the thyroid of the surgeon during intramedullary nailing. Injury. 1998;29:461-468. 42. Tse V, Lising J, Khadra M, Chiam Q, Nugent R, Yeaman L, et al. Radiation exposure during fluoroscopy: should we be protecting our thyroids? Aust N Z J Surg. 1999;69:847-848. [1] J. Hardy, D. Allsop, Amyloid deposition as the central event in the aetiology of Alzheimer's disease, Trends Pharmacol. Sci. 12 (1991) 383e388. [2] A. Mudher, S. Lovestone, Do tauists and baptists finally shake hands? Trends Neurosci. 25 (2002) 22e26. [3] S.M. De la Monte, J.R. Wands, Alzheimer's disease is type 3 diabetes e evidence reviewed, J. Diabetes Sci. Technol. 2 (2008) 1101e1113.

29 [4] M. Di Carlo, G. Giacomazza, P. Picone, D. Nuzzo, S. Vasto, G. Accardi, C. Caruso, P.L. San Biagio, A close connection: Alzheimer's disease and type 2 diabetes, Curr. Top. Biochem. Res. 14 (2012) 1e13. [5] W.Q. Zhao, F.G. De Felice, S. Fernandez, H. Chen, M.P. Lambert, M.J. Quon, G.A. Krafft, W.L. Klein, Amyloid beta oligomers induce impairment of neuronal insulin receptors, FASEB J. 22 (2008) 246e260. [6] F.G. De Felice, M.N.N. Vieira, T.R. Bomfim, H. Decker, P.T. Velasco, M.P. Lambert, K.L. Viola, W.Q. Zhao, S.T. Ferreira, W.L. Klein, Protection of synapses against Alzheimer's-linked toxins: insulin signaling prevents the pathogenic binding of Abeta oligomers, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 (2009) 1971e1976. [7] P. Picone, D. Giacomazza, V. Vetri, R. Carrotta, V. Militello, P.L. San Biagio, M. Di Carlo, Insulin-activated Akt rescues Ab oxidative stress-induced cell death by orchestrating molecular trafficking, Aging Cell 10 (2011) 832e843.

30 [8] E. Steen, B.M. Terry, E.J. Rivera, J.L. Cannon, T.R. Neely, R. Tavares, X.J. Xu, J.- R. Wands, S.M. de la Monte, Impaired insulin and insulin-like growth factor expression and signaling mechanisms in Alzheimer's disease e is this type 3 diabetes, J. Alzheimer's Dis. 7 (2005) 63e80. [9] M. Di Carlo, P. Picone, R. Carrotta, D. Giacomazza, P.L. San Biagio, Insulin promotes survival of amyloid-beta oligomers neuroblastoma damaged cells via caspase 9 inhibition and Hsp70 upregulation, J. Biomed. Biotechnol. (2010), http://dx.doi.org/10.1155/2010/147835. #147835. [10] Z. Laron, Insulin and the brain, Arch. Physiol. Biochem. 115 (2009) 112e116. [11] A. Erol, An integrated and unifying hypothesis for the metabolic basis of sporadic Alzheimer's disease, J. Alzheimer's Dis. 13 (2008) 241e253. [12] M. Salkovic-Petrisic, S. Hoyer, Central insulin resistance as a trigger for sporadic Alzheimer-like pathology: an experimental approach, J. Neural Transm. 72 (2007) 217e233. [13] J.M. Burns, J.E. Donnelly, H.S. Anderson, M.S. Mayo, L. Spencer-Gardner, G. Thomas, B.B. Cronk, Z. Haddad, D. Klima, D. Hansen, W.M. Brooks, Peripheral insulin and brain structure in early Alzheimer disease, Neurology 69 (2007) 1094e1104.

31 [14] W.A. Banks, J.B. Owen, M.A. Erickson, The source of cerebral insulin, Pharmacol. Ther. 136 (2012) 82e93. [15] R.J. Schulingkamp, T.C. Pagano, D. Hung, R.B. Raffa, Insulin receptors and insulin action in the brain: review and clinical implications, Neurosci. Biobehav. Rev. 24 (2000) 855e872. [16] P.I. Moreira, A.I. Duarte, M.S. Santos, A.C. Rego, C.R. Oliveira, An integrative view of the role of oxidative stress, mitochondria and insulin in Alzheimer's disease, J. Alzheimer's Dis. 16 (2009) 741e761. [17] S. Craft, L.D. Baker, T.J. Montine, S. Minoshima, G.S. Watson, A. Claxton, M. Arbuckle, M. Callaghan, E. Tsai, S.R. Plymate, P.S. Green, J. Leverenz, D. Cross, B. Gerton, Intranasal insulin therapy for Alzheimer disease and amnestic mild cognitive impairment: a pilot clinical trial, Arch. Neurol. 69 (2012) 29e38. [18] J. Freiherr, M. Hallschmid, W.H. Frey, Y.F. Brunner, C.D. Chapman, C. Holscher, S. Craft, F.G. De Felice, C. Benedict, Intranasal insulin as a treatment for Alzheimer's disease: a review of basic research and clinical evidence, CNS Drug 27 (2013) 505e514.

32 19] A. Claxton, L.D. Baker, A. Hanson, E.H. Trittschuh, B. Cholerton, A. Morgan, M. Callaghan, M. Arbuckle, C. Behl, S. Craft, Long-acting intranasal insulin detemir improves cognition for adults with mild cognitive impairment or early-stage Alzheimer's disease dementia, J. Alzeimer's Dis. 44 (2015) 897e906. [20] C.D. Chapman, W.H. Frey, S. Craft, L. Danielyan, M. Hallschmid, H.B. Schioth, C. Benedict, Intranasal treatment of central nervous system dysfunction in humans, Pharm. Res. 30 (2013) 2475e2484. [21] M.S. Nolte, C. Taboga, E. Salamon, A. Moses, J. Longenecker, J. Flier, J.H. Karam, Biological activity of nasally administered insulin in normal subjects, Horm. Metab. Res. 22 (1990) 170e174. [22] S. Cernea, I. Raz, Noninjectable methods of insulin administration, Drugs Today (Barc) 42 (2006) 405e424. [23] N. Kamei, M. Takeda-Morishita, Brain delivery of insulin boosted by intranasal coadministration with cell-penetrating peptides, J. Control. Release 197 (2015) 105e110.

33 [24] C. Dispenza, N. Grimaldi, M.A. Sabatino, I.L. Soroka, M. Jonsson, Radiationengineered functional nanoparticles in aqueous systems, J. Nanosci. Nanotechnol. 15 (2015) 3445e3467. [25] C. Dispenza, M.A. Sabatino, N. Grimaldi, D. Bulone, M.L. Bondì, M.P. Casaletto, S. Rigogliuso, G. Adamo, G. Ghersi, Minimalism in radiation synthesis of biomedical functional nanogels, Biomacromolecules 13 (2012) 1805e1817. [26] C. Dispenza, M.A. Sabatino, N. Grimaldi, G. Spadaro, D. Bulone, M.L. Bondì, G. Adamo, S. Rigogliuso, Large-scale radiation manufacturing of hierarchically assembled nanogels, Chem. Eng. Trans. 27 (2012) 229e234. [27] C. Dispenza, N. Grimaldi, M.A. Sabatino, S. Todaro, D. Bulone, D. Giacomazza, G.S. Przybytniak, S. Alessi, G. Spadaro, Studies of network organization and dynamics of e-beam crosslinked PVPs: from macro to nano, Radiat. Phys. Chem. 81 (2012) 1349e1353. [28] M.A. Sabatino, D. Bulone, M. Veres, A. Spinella, G. Spadaro, C. Dispenza, Structure of e-beam sculptured poly(N-vinylpyrrolidone) networks across different length-scales, from macro to nano, Polymer 54 (2013) 54e64. [29] C. Dispenza, G. Adamo, M.A. Sabatino, N. Grimaldi, D. Bulone, M.L. Bondì, S. Rigogliuso, G. Ghersi, Oligonucleotides-decorated-poly(N-vinyl pyrrolidone) nanogels for gene delivery, J. Appl. Polym. Sci. 131 (2014) 39774. [30] Z. Gu, A.A. Aimetti, Q. Wang, T.T. Dang, Y. Zhang, O. Veiseh, H. Cheng, R.S. Langer, D.G. Anderson, Injectable nano-network for glucose-mediated insulin delivery, ACS Nano 7 (2013) 4194e4201

34 [31] W. Wu, N. Mitra, E.C.Y. Yan, S. Zhou, Multifunctional hybrid nanogel for integration of optical glucose sensing and self-regulated insulin release at physiological pH, ACS Nano 8 (2010) 4831e4839. [32] T. Ye, S. Yan, Y. Hu, L. Ding, W. Wu, Synthesis and volume phase transition of concanavalin A-based glucose-responsive nanogels, Polym. Chem. 5 (2014) 186e194. [33] N. Grimaldi, M.A. Sabatino, G. Przybytniak, I. Kaluska, M.L. Bondì, D. Bulone, S. Alessi, G. Spadaro, C. Dispenza, High-energy radiation processing, a smart approach to obtain PVP-graft-AA nanogels, Radiat. Phys. Chem. 94 (2014) 76e79. [34] A. Hennig, A. Hoffmann, H. Borcherding, T. Thiele, U. Schedler, U. Resch- Genger, Simple colorimetric method for quantification of surface carboxy groups on polymer particles, Anal. Chem. 83 (2011) 4970e4974. [35] D.E. Koppel, Analysis of macromolecular polydispersity in intensity correlation spectroscopy: the method of cumulants, J. Chem. Phys. 57 (1972) 4814e4820. [36] R. Carrotta, M. Di Carlo, M. Manno, G. Montana, P. Picone, D. Romancino, P.L. San Biagio, Toxicity of recombinant beta-amyloid prefibrillar oligomers on the morphogenesis of the sea urchin Paracentrotus lividus, FASEB J. 20 (2006) 1916e1917. [37] P. Picone, R. Carrotta, G. Montana, M.R. Nobile, P.L. San Biagio, M. Di Carlo, Abeta oligomers and fibrillar aggregates induce different apoptotic pathways in LAN5 neuroblastoma cell cultures, Biophys. J. 96 (2009) 4200e4211. [38] J. Mudassir, Y. Darwis, P.K. Khiang, Prerequisite characteristics of nanocarriers favoring oral insulin delivery: nanogels as an opportunity, Int. J. Polym. Mater. Polym. Biomater. 64 (2015) 155e167.

35 [39] G.T. Hermanson, Bioconjugate Techniques, third ed., Elsevier, London, UK, 2013. [40] P. Picone, D. Nuzzo, L. Caruana, V. Scafidi, M. Di Carlo, Mitochondrial dysfunction: different routes to Alzheimer's disease therapy, Oxid. Med. Cell. Longev. (2014), http://dx.doi.org/10.1155/2014/780179. #780179. [41] M. Di Carlo, G. Giacomazza, P. Picone, D. Nuzzo, P.L. San Biagio, Are oxidative stress and mitochondrial dysfunction the key players in the neurodegenerative diseases? Free Radic. Res. 46 (2012) 1327e1338. [42] S. Dhar, P. Murawala, A. Shiras, V. Pokharkar, B.L. Prasad, Gellan gum capped silver nanoparticle dispersions and hydrogels: cytotoxicity and in vitro diffusion studies, Nanoscale 4 (2012) 563e567. [43] M.V. Park, A.M. Neigh, J.P. Vermeulen, L.J. de la Fonteyne, H.W. Verharen, J.J. Briede, H. van Loveren, W.H. de Jong, The effect of particle size on the cytotoxicity, inflammation, developmental toxicity and genotoxicity of silver nanoparticles, Biomaterials 32 (2011) 9810e9817. [44] M.I. Setyawati, C.Y. Tay, D.T. Leaong, Effect of zinc oxide nanomaterialsinduced oxidative stress on the p53 pathway, Biomaterials 34 (2013) 10133e10142. [45] C. Velez-Pardo, G.G. Ospina, M. Jimenez del Rio, Abeta peptide and iron promote apoptosis in lymphocytes by an oxidative stress mechanism: involvement of H2O2, caspase-3, NF-kappaB, p53 and c-Jun, Neurotoxicology 23 (2002) 351e365.

36 [46] M. Pellicano, M. Bulati, S. Buffa, M. Barbagallo, A. Di Prima, G. Misiano, P. Picone, M. Di Carlo, D. Nuzzo, G. Candore, C. Vasto, D. Lio, C. Caruso, G. Colonna-Romano, Systemic immune responses in Alzheimer's disease: in vitro mononuclear cell activation and cytokine production, J. Alzheimer's Dis. 21 (2010) 181e192. [47] L. Jansky, P. Reymanova, J. Kopecky, Dynamics of cytokine production in human peripheral blood mononuclear cells stimulated by LPS or infected by Borrelia, Physiol. Res. 52 (2003) 593e598. [48] A. Gessner, A. Lieske, B. Paulke, R. Muller, Influence of surface charge density on protein adsorption on polymeric nanoparticles: analysis by two dimensional electrophoresis, Eur. J. Pharm. Biopharm. 54 (2002) 165e170. [49] C. Legros, A.L. Wirotius, M.C. De Pauw-Gillet, K.C. Tam, D. Taton, C. Lecommandoux, Poly (2-oxazoline)-based nanogels as biocompatible pseudopolypeptide nanoparticles, Biomacromolecules 16 (2015) 183e191. [50] K. Becker, S. Schroecksnadel, S. Geisler, M. Carriere, J.M. Gostner, H. Schennac, N. Herlin, D. Fuchs, TiO2 nanoparticles and bulk material stimulate human peripheral blood mononuclear cells, Food Chem. Toxicol. 65 (2014) 63e69. [51] M. Simko, M.O. Mattsson, Risks from accidental exposures to engineered nanoparticles and neurological health effects: a critical review, Part. Fibre Toxicol. 7 (2010) 42. [52] N. Gulati, R. Rastogi, A.K. Dinda, R. Saxena, V. Koul, Characterization and cell material interactions of PEGylated PNIPAAM nanoparticles, Colloids Surf. B 79 (2010) 164e173.

37 [53] E. Perez, R. Olmo, C. Teijon, E. Mu~níz, N. Montero, J.M. Teijon, M.D. Blanco, Biocompatibility evaluation of pH and glutathione-responsive nano hydrogels after intravenous administration, Colloids Surf. B 136 (2015) 222e231. [54] B.J. Bruno, G.D. Miller, C.S. Lim, Basics and recent advances in peptide and protein drug delivery, Ther. Deliv. 4 (2013) 1443e1467. [55] M. Ricca, V. Fodera, D. Giacomazza, M. Leone, G. Spadaro, C. Dispenza, Probing the internal environment of PVP networks generated by irradiation with different sources, Colloid Polym. Sci. 288 (2010) 969e980. [56] C. LoPresti, V. Vetri, M. Ricca, V. Fodera, G. Tripodo, G. Spadaro, C. Dispenza, Pulsatile protein release and protection using radiation-crosslinked polypeptide hydrogel delivery devices, React. Funct. Polym. 71 (2011) 155e167. [57] W. Farris, S. Mansourian, Y. Chang, L. Lindsley, E.A. Eckman, M.P. Frosch, C.B. Eckman, R.E. Tanzi, D.J. Selkoe, S. Guenette, Insulin-degrading enzyme regulates the levels of insulin, amyloid beta-protein, and the beta-amyloid precursor protein intracellular domain in vivo, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 100 (2003) 4162e4167. [58] W. Zhao, H. Chen, H. Xu, E. Moore, N. Meiri, M.J. Quon, D.L. Alkon, Brain insulin receptors and spatial memory. Correlated changes in gene expression, tyrosine phosphorylation, and signaling molecules in the hippocampus of water maze trained rats, J. Biol. Chem. 274 (1999) 34893e34902.

38 [59] H. Sancheti, G. Akopian, F. Yin, R.D. Brinton, J.P. Walsh, E. Cadenas, Agedependent modulation of synaptic plasticity and insulin mimetic effect of lipoic acid on a mouse model of Alzheimer's disease, PLoS One 8 (2013) e69830. [60] P.I. Moreira, M.S. Santos, C. Sena, R. Seica, C.R. Oliveira, Insulin protects against amyloid beta-peptide toxicity in brain mitochondria of diabetic rats, Neurobiol. Dis. 18 (2005) 628e637. [61] X. Wang, L. Tao, X.C. Hai, Redox-regulating role of insulin: the essence of insulin effect, Mol. Cell. Endocr. Pathol. 349 (2012) 111e127. [62] P. Picone, D. Nuzzo, L. Caruana, E. Messina, A. Barera, S. Vasto, M. Di Carlo, Metformin increases APP expression and processing via oxidative stress, mitochondrial dysfunction and NF-kB activation: use of insulin to attenuate metformin's effect, Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 1853 (2015) 1046e1059. [63] A.S. Fanning, B. Jameson, L. Jesaitis, J.M. Anderson, The tight junction protein ZO-1 establishes a link between the transmembrane protein occludin and the actin cytoskeleton, J. Biol. Chem. 273 (1998) 29745e29753. [64] T. Watanabe, S. Dohgu, F. Takata, T. Nishioku, A. Nakashima, K. Futagami, A. Yamauchi, Y. Kataoka, Paracellular barrier and tight junction protein expression in the immortalized brain endothelial cell lines bEND.3, bEND.5 and mouse brain endothelial cell 4, Biol. Pharm. Bull. 36 (2013) 492e495. [65] A. Graf, T. Rades, S.M. Hook, Oral insulin delivery using nanoparticles based on microemulsions with different structure-types: optimisation and in vivo evaluation, Eur. J. Pharm. Sci. 37 (2009) 53e61. [66] P. Fonte, F. Araújo, S. Reis, B. Sarmento, Oral insulin delivery: how far are we? J. Diabetes Sci. Technol. 7 (2013) 520e531.

39 1. Sinclair WK. Radiation protection: the NCRP guidelines and some considerations for the future. Yale J Biol Med. 1981;54:471-484. 2. Albert RE, Omran AR, Brauer EW, Dove DC, Cohen NC, Schmidt H, et al. Follow-up study of patients treated by x-ray for tinea capitis. Am J Public Health Nations Health. 1966;56:2114-2120. 3. Modan B, Baidatz D, Mart H, Steinitz R, Levin SG. Radiation-induced head and neck tumours. Lancet. 1974;1:277-279. 4. Munk J, Peyser E, Gruszkiewicz J. Radiation induced intracranial meningiomas. Clinical Radiol. 1969;20:90-94. 5. Brenner D, Elliston C, Hall E, Berdon W. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am J Roentgenol. 2001;176: 289-296. 6. Brenner DJ, Elliston CD. Estimated radiation risks potentially associated with full-body CT screening. Radiology. 2004;232:735-738. 7. Huda W, He W. Estimating cancer risks to adults undergoing body CT examinations. Radiat Prot Dosimetry. 2012;150:168-179.

40 8. Smith-Bindman R, Lipson J, Marcus R, Kim KP, Mahesh M, Gould R, et al. Radiation dose associated with common computed tomography examinations and the associated lifetime attributable risk of cancer. Arch Intern Med. 2009;169: 2078-2086. 9. Zaidi HA, Montoure A, Nakaji P, Bice A, Tumialán LM. A 5-year retrospective analysis of exposure to ionizing radiation by neurosurgery residents in the modern era. World Neurosurgery. 2016;86:220-225. 10. Abdullah KG, Bishop FS, Lubelski D, Steinmetz MP, Benzel EC, Mroz TE. Radiation exposure to the spine surgeon in lumbar and thoracolumbar fusions with the use of an intraoperative computed tomographic 3-dimensional