Kavitacija aplinkoje yra pagrindinė ultragarso destrukcinio poveikio mikroorganizmams priežastis. Jei padidėjus išoriniam slėgiui buvo sustabdytas burbuliukų susidarymas, tada destruktyvus poveikis pirmuonims sumažėjo. Beveik momentinį objektų plyšimą ultragarso lauke sukėlė oro burbuliukai ar anglies dioksidas augalų ląstelėse, įstrigusiuose šių organizmų viduje.
Tai rodo, kad dideli slėgio skirtumai, atsirandantys kavitacijos metu, gali plyšti ląstelių membranoms ir ištisiems mažiems organizmams. Ultragarso poveikis įvairių rūšių grybeliams buvo tiriamas daug kartų. Taigi, ultragarsas sėkmingai naudojamas fitopatologijoje. Ant cukrinių runkelių sėklų, natūraliai užkrėstų Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. arba Fusarium sp., buvo įmanoma daug geriau sunaikinti šiuos grybus ir bakterijas trumpalaikiu švitinimu ultragarsu vandenyje, nei tai buvo įmanoma padaryti dėl oforto. Sėklų švitinimas ultragarsu ėsdinimo metu žymiai sustiprina fungicidinės ar baktericidinės medžiagos poveikį. Akivaizdu, kad priežastis yra ta, kad garso virpesiai padidina vandens ir jame ištirpusių medžiagų pasiskirstymo greitį per augalų ląstelių membranas,kuris pasiekia greitesnį poveikį grybeliams ir bakterijoms.
- „Salik.biz“
Ultragarsas taip pat daro neigiamą poveikį atskiroms aukštesnių organizmų ląstelėms. Švitinant raudonuosius kraujo kūnelius (eritrocitus), buvo stebima: jie prarado pradinę formą ir ištempė; šiuo atveju jų spalva pasikeitė (dėl hemolizės). Toliau švitinant, jie galutinai sprogo ir iširo į daugybę atskirų mažų rutuliukų.
Jau 1928 m. Buvo nustatyta, kad šviečiančios bakterijos sunaikinamos ultragarsu. Vėlesniais metais buvo paskelbta daugybė darbų apie ultragarsinių bangų poveikį bakterijoms ir virusams. Tuo pat metu paaiškėjo, kad rezultatai gali būti labai įvairūs: viena vertus, buvo padidėjęs agliutinacija, praradęs virulentiškumą ar visiškai miręs bakterijas, kita vertus, pastebėtas ir priešingas efektas - padidėjęs perspektyvių asmenų skaičius. Pastaroji ypač dažnai įvyksta po trumpalaikio švitinimo ir gali būti paaiškinta tuo, kad trumpalaikio švitinimo metu visų pirma mechaniškai atsiskiria bakterijų ląstelių sankaupos, dėl kurių kiekviena atskira ląstelė sukuria naują koloniją.
Nustatyta, kad vidurių šiltinės visiškai sunaikinamos ultragarsu, kurio dažnis yra 4,6 MHz, o stafilokokai ir streptokokai yra pažeisti tik iš dalies. Kai bakterijos miršta, jų tirpimas vyksta tuo pačiu metu, t. Y. Sunaikinamos morfologinės struktūros, taigi, atlikus ultragarsą, ne tik sumažėja kolonijų skaičius tam tikroje kultūroje, bet suskaičiavus individų skaičių paaiškėja morfologiškai išsaugotų bakterijų formų sumažėjimas. Apšvitinus ultragarsu 960 kHz dažniu, 20–75 µm dydžio bakterijos sunaikinamos daug greičiau ir pilniau nei 8–12 µm dydžio bakterijos [23].
Maskvos centriniame moksliniame traumatologijos ir ortopedijos institute, pavadintame V. I. NN Priorovas atliko tyrimus [24] dėl žemo dažnio ultragarsinės kavitacijos įtakos įvairių stafilokoko padermių gyvybinei veiklai. Atliekant eksperimentus in vitro buvo gauti šie rezultatai. Ultragarsinis apdorojimas buvo atliktas 32 ° C temperatūroje, naudojant ultragarsinį dezintegratorių iš MSE (Didžioji Britanija), naudojant šiuos techninius parametrus: galia 150 W, virpesių dažnis 20 kHz, amplitudė 55 μm. Ekspozicijos laikas buvo 1, 2, 5 "7, 10 minučių. Kiekvienai ekspozicijai buvo naudojami atskiri buteliukai su 5 ml mikroorganizmų suspensijos, kurių 1 ml skysčio buvo 2500 mikrobų kūnų. Tyrimų rezultatai parodė, kadkad mikroorganizmų dauginimosi galimybės sėjant juos ant kietų maistinių terpių iškart po ultragarsinio apdorojimo ne tik nesusilpnėja, bet kai kurioms ultragarso sąlygoms (1–3 min.) jis netgi šiek tiek padidėja. Tuo pačiu metu, kai stafilokokas buvo ultragarsu apdorotas 5, 7 ir 10 minučių, išaugintų kolonijų skaičius agaro paviršiuje Petri lėkštelėse buvo nereikšmingas ir beveik nesiskyrė nuo kontrolinės. Ultragarso poveikis mikroorganizmams gali pasirodyti ne iš karto, o po kurio laiko, būtinas medžiagų apykaitos sutrikimams ląstelėse vystytis, todėl stafilokoko inokuliacija kietosiose maistinėse terpėse buvo tiriama praėjus 24, 36 ir 48 valandoms po gydymo ultragarsu. Prieš dedant ant Petri lėkščių, ultragarsu apdoroti stafilokoko kamienai buvo kultivuoti mėgintuvėliuose su sultiniu termostate 37 ° C temperatūroje. Buvo rastas,kad po 24 ir 36 valandų po ultragarsinio gydymo išaugusių stafilokokų kolonijų skaičius, palyginti su kontrole, mažėja, stafilokoko sėjimo greitis yra atvirkščiai proporcingas mikroorganizmų nuskaitymo laikui. Po 7–10 minučių sonikavimo sėja arba nesuteikė jokio augimo, arba Petri lėkštelėse augo pavienės kolonijos, nebūdingos stafilokokui. Po 48 valandų slopinamasis ultragarso poveikis buvo ryškesnis ir pasireiškė tolesniu mikroorganizmų sėjos sumažėjimu visose ekspozicijose. Po 7–10 minučių sonikavimo sėja arba nesuteikė jokio augimo, arba Petri lėkštelėse augo pavienės kolonijos, nebūdingos stafilokokui. Po 48 valandų slopinamasis ultragarso poveikis buvo ryškesnis ir pasireiškė tolesniu mikroorganizmų sėjos sumažėjimu visose ekspozicijose. Po 7–10 minučių sonikavimo sėja arba nesuteikė jokio augimo, arba Petri lėkštelėse augo pavienės kolonijos, nebūdingos stafilokokui. Po 48 valandų slopinamasis ultragarso poveikis buvo ryškesnis ir pasireiškė tolesniu mikroorganizmų sėjos sumažėjimu visose ekspozicijose.
Ištirtų mikroorganizmų jautrumo tam tikrų antibiotikų ir antiseptikų veikimui tyrimas parodė, kad 8 iš 13 vartojamų vaistų minimali slopinamoji koncentracija po ultragarsinio gydymo stafilokoku sumažėjo 2–4 kartus. Tai rodo žemo dažnio ultragarso virpesių ir antibakterinių tirpalų derinio naudojimą siekiant efektyvesnio poveikio mikrobų ląstelėms [7, 10].
Naikinantis ultragarso bangų poveikis priklauso nuo bakterijų suspensijos koncentracijos. Per tirštoje ir dėl to labai klampioje suspensijoje bakterijos nesunaikinamos, tačiau pastebimas tik kaitinimas. Skirtingi tos pačios bakterijos rūšių kamienai gali turėti visiškai skirtingą požiūrį į ultragarso švitinimą [11].
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi galime daryti išvadą, kad ultragarso poveikis biomaterialui apskritai ir ypač mikroorganizmams priklauso nuo daugelio aplinkos veiksnių ir nuo gyvųjų medžiagų būklės, o iš tikrųjų gana sunku numatyti.
SSTU katedroje buvo atlikti titano intraosinių dantų implantų valymo ultragarsu įvairiais darbiniais tirpalais bandymai.
Produktai valomi tuo efektyvesni, kuo arčiau jie yra prie emiterio paviršiaus. Atsižvelgiant į atstumą nuo emiterio, ultragarso virpesių intensyvumas keičiasi išilgai idealizuotos kreivės. Geriausias rezultatas buvo gautas esant 16 W / cm2 intensyvumui vandentiekio ir pramoniniame vandenyje 50 + 5 ° C temperatūroje, kai sulfanolio koncentracija buvo 0,25%, o sonikavimo laikas buvo 5–10 minučių (2.1 pav.). Sonicuoti produktai buvo ne didesniu kaip 10 mm atstumu nuo spinduliuojančio paviršiaus.
Paveikslas: 2.1. Produktų užterštumo priklausomybės nuo skambėjimo laiko, esant vibracijos intensyvumui 16 W / cm2, diagrama
Taigi, remiantis eksperimentais, padidėjus intensyvumui nuo 0,4 iki 16 W / cm2, pagerėja valymo kokybė (2.2 pav.), Tačiau 100% produktų sterilizavimas nėra pasiekiamas jokiu būdu.
Paveikslas: 2.2. Ultragarso sterilizavimo poveikio priklausomybės nuo ultragarso grafikas.