Ympäristön kavitaatio on tärkein syy ultraäänen tuhoavaan vaikutukseen mikro-organismeihin. Jos kuplien muodostumista tukahdutettiin lisäämällä ulkoista painetta, silloin tuhoava vaikutus alkueläimiin väheni. Objektien melkein välitön repeämä ultraäänikentässä aiheutti ilma-kuplia tai hiilidioksidia näiden organismien sisälle jääneissä kasvisoluissa.
Tämä osoittaa, että kavitaation aikana syntyvät suuret paine-erot johtavat solukalvojen ja kokonaisten pienten organismien repeämiin. Ultraäänien vaikutusta erityyppisiin sieniin on tutkittu useita kertoja. Joten ultraääntä käytetään menestyksekkäästi fytopatologiassa. Phomabeeta, Cercospora beticola, Alternaria sp. tai Fusarium sp., oli mahdollista tuhota nämä sienet ja bakteerit paljon paremmin lyhytaikaisella säteilytyksellä ultraäänellä vedessä kuin mitä on ollut mahdollista tehdä syövytyksellä. Siementen säteilyttäminen ultraäänillä syövytyksen aikana parantaa merkittävästi fungisidisen tai bakterisidisen aineen vaikutusta. Syynä on ilmeisesti se, että äänierähdykset lisäävät veden ja siihen liuenneiden aineiden diffuusionopeutta kasvisolujen kalvojen kautta,joka aikaansaa nopeamman vaikutuksen sieniin ja bakteereihin.
Ultraäänellä on myös negatiivinen vaikutus korkeampien organismien yksittäisiin soluihin. Säteilytettäessä punasoluja (punasoluja) havaittiin seuraavaa: ne menettivät alkuperäisen muodon ja venyivät; tässä tapauksessa niiden värimuutokset tapahtuivat (hemolyysi-seurauksena). Lisäsäteilytyksellä ne lopulta räjähti ja hajosivat moniin erillisiin pieniin palloihin.
Jo vuonna 1928 todettiin, että valoherkät bakteerit tuhoutuvat ultraäänellä. Seuraavina vuosina julkaistiin suuri määrä teoksia ultraääniaaltojen vaikutuksesta bakteereihin ja viruksiin. Samanaikaisesti kävi ilmi, että tulokset voivat olla hyvin erilaisia: toisaalta bakteerien lisääntynyt aglutinaatio, virulenssin menetys tai täydellinen kuolema, toisaalta havaittiin myös päinvastainen vaikutus - elinkelpoisten yksilöiden määrän kasvu. Jälkimmäistä esiintyy erityisen usein lyhytaikaisen säteilytyksen jälkeen, ja se voidaan selittää sillä, että lyhytaikaisen säteilytyksen aikana tapahtuu ensinnäkin bakteerisolujen keräysten mekaaninen erottelu, jonka johdosta kukin yksittäinen solu aiheuttaa uuden siirtokunnan.
Havaittiin, että lavantauti sauvat tappavat kokonaan ultraäänellä taajuudella 4,6 MHz, kun taas stafylokokit ja streptokokit ovat vain osittain vaurioituneet. Kun bakteerit kuolevat, niiden liukeneminen tapahtuu samanaikaisesti, ts. Morfologisten rakenteiden tuhoutuminen siten, että ultraäänen vaikutuksen jälkeen ei vain pesäkkeiden lukumäärä määrätyssä viljelmässä vähene, vaan yksilöiden lukumäärän laskeminen paljastaa morfologisesti säilyneiden bakteerimuotojen vähenemisen. Kun säteilytetään ultraäänellä 960 kHz: n taajuudella, bakteerit, joiden koko on 20–75 µm, tuhoutuvat paljon nopeammin ja täydellisemmin kuin bakteerit, joiden koko on 8–12 µm [23].
Moskovan traumatologian ja ortopedian tieteellisessä tutkimuslaitoksessa, joka on nimetty V. I. NN Priorov teki tutkimuksen [24] matalataajuisen ultraäänikavitaation vaikutuksesta stafylokokin eri kantojen elintärkeään aktiivisuuteen. In vitro -kokeissa saatiin seuraavat tulokset. Sonikointi suoritettiin 32 ° C: n lämpötilassa käyttämällä ultraäänihajotinlaitetta MSE: ltä (Iso-Britannia) seuraavilla teknisillä parametreilla: teho 150 W, värähtelytaajuus 20 kHz, amplitudi 55 μm. Valotusaika oli 1, 2, 5 "7, 10 minuuttia. Jokaiselle altistumiselle käytettiin erillisiä injektiopulloja, joissa oli 5 ml mikro-organismisuspensiota, joka sisälsi 2500 mikrobikappaletta 1 ml: ssa nestettä. Tutkimustulokset osoittivat, ettäettä mikro-organismien kyky moninkertaistua kylvettäessä niitä kiinteille ravintoaineille heti ultraäänikäsittelyn jälkeen, ei ole vain heikentynyt, mutta joissakin sonikointialtistuksissa (1–3 min) se jopa hiukan kasvaa. Samaan aikaan, kun stafylokokkia sonikoitiin 5, 7 ja 10 minuutin ajan, Petri-maljoissa agaripinnalla kasvatettujen pesäkkeiden lukumäärän muutokset olivat merkityksettömiä ja melkein eivät poikenneet vertailusta. Ultraäänin vaikutus mikro-organismeihin voi ilmetä ^ ei heti, mutta jonkin ajan kuluttua, välttämättömänä solujen aineenvaihduntahäiriöiden kehittymiselle, siksi stafylokokin kylvöä kiinteille ravintoaineille tutkittiin 24, 36 ja 48 tuntia ultraäänikäsittelyn jälkeen. Ennen kuin maljattiin Petri-maljoille, sonikoituja stafylokokkikantoja viljeltiin koeputkissa liemen kanssa termostaatilla 37 ° C: ssa. Havaittiin,että 24 ja 36 tunnin kuluttua ultraäänikäsittelystä stafylokokkien kasvaneiden pesäkkeiden lukumäärä verrattuna kontrolliin vähenee, stafylokokin siemennopeus on käänteisesti verrannollinen mikro-organismien kuulostukseen. 7-10 minuutin ultraäänikäsittelyn jälkeen siemenet joko eivät antaneet kasvua, tai yksittäiset pesäkkeet, jotka eivät olleet tyypillisiä stafülokokille, kasvattivat Petri-maljoilla. 48 tunnin kuluttua ultraäänen estävä vaikutus oli selkeämpi ja ilmeni mikro-organismien siemennysmäärän vähentyessä edelleen kaikilla altistuksilla.7-10 minuutin ultraäänikäsittelyn jälkeen siemenet joko eivät antaneet kasvua, tai yksittäiset pesäkkeet, jotka eivät olleet tyypillisiä stafülokokille, kasvattivat Petri-maljoilla. 48 tunnin kuluttua ultraäänen estävä vaikutus oli selkeämpi ja ilmeni mikro-organismien siemennysmäärän vähentyessä edelleen kaikilla altistuksilla.7-10 minuutin ultraäänikäsittelyn jälkeen siemenet joko eivät antaneet kasvua, tai yksittäiset pesäkkeet, jotka eivät olleet tyypillisiä stafülokokille, kasvattivat Petri-maljoilla. 48 tunnin kuluttua ultraäänen estävä vaikutus oli selkeämpi ja ilmeni mikro-organismien siemennysmäärän vähentyessä edelleen kaikilla altistuksilla.
Tutkimus, joka koski ääneen kuuluneiden mikro-organismien vaikutusta tiettyjen antibioottien ja antiseptisten lääkkeiden vaikutukseen, osoitti, että kahdeksassa 13 käytetystä lääkkeestä pienin estävä pitoisuus stafylokokin ultraäänikäsittelyn jälkeen laski 2–4 kertaa. Tämä osoittaa matalataajuisten ultraäänivärähtelyjen ja antibakteeristen ratkaisujen yhdistelmäkäytön suosittelun tehokkaampaan vaikutukseen mikrobisoluun [7, 10].
Ultraääniaaltojen tuhoava vaikutus riippuu bakteerisuspension pitoisuudesta. Liian paksussa ja siksi erittäin viskoosisessa suspensiossa ei havaita bakteerien tuhoamista, vaan vain kuumennus voidaan havaita. Saman bakteerilajin eri kannoilla voi olla täysin erilainen asenne ultraäänisäteilytykseen [11].
Mainosvideo:
Voimme siis päätellä, että ultraäänen vaikutus biomateriaaliin yleensä ja erityisesti mikro-organismeihin riippuu monista ympäristötekijöistä ja elävän aineen tilasta, ja todellisuudessa sitä on melko vaikea ennustaa.
SSTU: n osastolla suoritettiin kokeita titaanisisäisten, hammasimplanttien ultraäänipuhdistuksesta erilaisissa työratkaisuissa.
Tuotteiden puhdistus on sitä tehokkaampaa, mitä lähempänä niitä ovat päästön säteilevää pintaa. Etäisyyden suhteen emitterista ultraäänitärinän voimakkuus muuttuu idealisoidun käyrän suuntaisesti. Paras tulos saatiin intensiteetillä 16 W / cm2 vesijohto- ja teollisuusvedessä lämpötilassa 50 + 5 ° C sulfanolipitoisuuden ollessa 0,25% ja sonikointiajan ollessa 5-10 minuuttia (kuva 2.1). Äänikäsitellyt tuotteet olivat etäisyydellä enintään 10 mm säteilevästä pinnasta.
Kuvio: 2.1. Kaavio tuotteiden saastumisen riippuvuudesta ääniajasta värähtelyn voimakkuudella 16 W / cm2
Siten kokeiden mukaan intensiteetin lisääntyminen 0,4: stä 16 W / cm2: iin parantaa puhdistuksen laatua (kuva 2.2), mutta tuotteiden 100-prosenttista sterilointia ei saavuteta missään tilassa.
Kuvio: 2.2. Kaavio ultraäänien steriloivan vaikutuksen riippuvuudesta ultraäänen voimakkuuteen.