Ultragarso įtaka gyvūnų ir augalų ląstelėms

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Kavitacija aplinkoje yra pagrindinė destruktyvaus ultragarso poveikio mikroorganizmams priežastis. Jei burbuliukų susidarymas buvo slopinamas padidinus išorinį slėgį, tai destruktyvus poveikis pirmuoniams sumažėjo. Beveik akimirksnį objektų plyšimą ultragarso lauke sukėlė oro burbuliukai arba anglies dioksidas augalų ląstelėse, įstrigusiose šių organizmų viduje.

Tai rodo, kad dideli slėgio skirtumai, atsirandantys kavitacijos metu, sukelia ląstelių membranų ir ištisų mažų organizmų plyšimą. Ultragarso poveikis įvairių rūšių grybams buvo ne kartą tyrinėtas. Taigi, ultragarsas sėkmingai naudojamas fitopatologijoje. Ant cukrinių runkelių sėklų, natūraliai užkrėstų Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. arba Fusarium sp., šiuos grybus ir bakterijas buvo įmanoma sunaikinti trumpalaikiu ultragarsu vandenyje, nei buvo įmanoma padaryti ėsdinimu. Sėklų švitinimas ultragarsu beicavimo metu žymiai sustiprina fungicidinės ar baktericidinės medžiagos poveikį. Priežastis, matyt, ta, kad garso virpesiai padidina vandens ir jame ištirpusių medžiagų difuzijos greitį per augalų ląstelių membranas, o tai greičiau veikia grybus ir bakterijas.

Ultragarsas neigiamai veikia ir atskiras aukštesniųjų organizmų ląsteles. Švitinant raudonuosius kraujo kūnelius (eritrocitus) pastebėta: jie prarado pirminę formą ir išsitampo; tuo pačiu metu pasikeitė jų spalva (dėl hemolizės). Toliau apšvitinus, jie galiausiai plyšo ir subyrėjo į daugybę atskirų mažų kamuoliukų.

Jau 1928 metais buvo nustatyta, kad šviečiančios bakterijos sunaikinamos ultragarsu. Vėlesniais metais buvo paskelbta daug darbų apie ultragarso bangų poveikį bakterijoms ir virusams. Tuo pačiu metu paaiškėjo, kad rezultatai gali būti labai įvairūs: viena vertus, buvo pastebėta padidėjusi agliutinacija, virulentiškumo praradimas arba visiška bakterijų mirtis, kita vertus, pastebėtas ir priešingas poveikis - padidėjęs gyvybingų individų skaičius. Pastarasis ypač dažnai pasitaiko po trumpalaikio švitinimo ir gali būti paaiškintas tuo, kad trumpalaikio švitinimo metu pirmiausia įvyksta mechaninis bakterijų ląstelių sankaupų atskyrimas, dėl kurio kiekviena atskira ląstelė sukuria naują koloniją.

Nustatyta, kad vidurių šiltinės lazdeles visiškai sunaikina ultragarsas, kurio dažnis yra 4, 6 MHz, o stafilokokai ir streptokokai pažeidžiami tik iš dalies. Mirstant bakterijoms, kartu vyksta ir jų tirpimas, ty sunaikinamos morfologinės struktūros, todėl po ultragarso poveikio ne tik mažėja kolonijų skaičius tam tikroje kultūroje, bet ir skaičiuojant individų skaičių matomas mažėjimas. morfologiškai išsaugotos bakterijų formos. Švitinant ultragarsu 960 kHz dažniu, 20–75 µm dydžio bakterijos sunaikinamos daug greičiau ir pilniau nei bakterijos, kurių dydis 8–12 µm [23].

Maskvos centriniame traumatologijos ir ortopedijos tyrimų institute, pavadintame V. I. NN Priorovas atliko tyrimus [24] dėl žemo dažnio ultragarsinės kavitacijos įtakos įvairių stafilokokų padermių gyvybinei veiklai. Eksperimentų in vitro metu gauti tokie rezultatai. Ultragarsinis apdorojimas buvo atliktas 32 ° C temperatūroje naudojant ultragarsinį dezintegratorių iš MSE (Didžioji Britanija), kurio techniniai parametrai: galia 150 W, vibracijos 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, kurioje yra 2500 mikrobų kūnų 1 ml skysčio. terpės iš karto po apdorojimo ultragarsu ne tik susilpnėja, bet prie kai kurių zondavimo ekspozicijų (1-3 min.) net šiek tiek sustiprėja.buvo nežymūs ir beveik nesiskyrė nuo kontrolinės. Ultragarso poveikis mikroorganizmams gali pasireikšti ^ ne iš karto, o po kurio laiko, būtinas ląstelėse vystosi medžiagų apykaitos sutrikimai, todėl stafilokokų inokuliacija ant kietų maistinių medžiagų buvo tiriama praėjus 24, 36 ir 48 valandoms po ultragarso. ir mėgintuvėliuose su sultiniu termostate 37 ° C temperatūroje. Nustatyta, kad praėjus 24 ir 36 valandoms po gydymo ultragarsu, išaugusių stafilokokų kolonijų skaičius, lyginant su kontrole, sumažėja, stafilokokų sėjimo greitis yra atvirkščiai proporcingas mikroorganizmų zondavimo laikui. Po 7-10 minučių apdorojimo ultragarsu, sėja arba nedavė augimo, arba ant Petri lėkštelių išaugo pavienės kolonijos, nebūdingos stafilokokams. Po 48 valandų ultragarso slopinamasis poveikis buvo ryškesnis ir pasireiškė tolesniu mikroorganizmų sėjimo sumažėjimu visomis ekspozicijomis.

Ištirtų mikroorganizmų jautrumą kai kurių antibiotikų ir antiseptikų veikimui, nustatyta, 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 kombinuoto naudojimo galimybę, siekiant efektyvesnio poveikio mikrobų ląstelei [7, 10].

Ardomasis ultragarso bangų poveikis priklauso nuo bakterijų suspensijos koncentracijos. Per storoje ir todėl labai klampioje suspensijoje nepastebėta bakterijų sunaikinimo, tačiau galima pastebėti tik kaitinimą. Skirtingos tos pačios bakterijų rūšies padermės gali turėti visiškai skirtingą požiūrį į ultragarsinį švitinimą [11].

Taigi galime daryti išvadą, kad ultragarso poveikis biomedžiagai apskritai ir mikroorganizmams ypač priklauso nuo daugelio aplinkos veiksnių ir nuo gyvosios medžiagos būklės, o iš tikrųjų tai gana sunku numatyti.

SSTU katedroje buvo atlikti ultragarsinio titano intrakaulinių dantų implantų valymo įvairiuose darbiniuose tirpaluose eksperimentai.

Produktų valymas yra efektyvesnis, tuo arčiau spinduliuojančiojo paviršiaus jie yra. Esant atstumui nuo emiterio, ultragarso virpesių intensyvumas keičiasi pagal idealizuotą kreivę. Geriausias rezultatas buvo gautas esant 16 W / cm2 intensyvumui vandentiekio ir pramoniniame vandenyje 50 + 5 ° C temperatūroje, kai sulfanolio koncentracija yra 0,25%, o ultragarso apdorojimo laikas 5-10 minučių (2.1 pav.). Ultragarsu apdoroti gaminiai buvo išdėstyti ne didesniu kaip 10 mm atstumu nuo spinduliuojančio paviršiaus.

Taigi, remiantis eksperimentais, intensyvumo padidinimas nuo 0,4 iki 16 W / cm2 pagerina valymo kokybę (2.2 pav.), tačiau 100% produktų sterilizacija nepasiekiama jokiu režimu.