Ultraskaņas ietekme uz dzīvnieku un augu šūnām

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Kavitācija vidē ir galvenais iemesls ultraskaņas destruktīvajai ietekmei uz mikroorganismiem. Ja burbuļu veidošanās tika nomākta, palielinot ārējo spiedienu, tad destruktīvā ietekme uz vienšūņiem samazinājās. Gandrīz acumirklīgo objektu plīsumu ultraskaņas laukā izraisīja gaisa burbuļi vai oglekļa dioksīds augu šūnās, kas iesprostoti šo organismu iekšienē.

Tas parāda, ka lielas spiediena atšķirības, kas rodas kavitācijas laikā, izraisa šūnu membrānu un veselu mazu organismu plīsumu. Ultraskaņas ietekme uz dažāda veida sēnēm ir pētīta daudzkārt. Tātad ultraskaņu veiksmīgi izmanto fitopatoloģijā. Uz cukurbiešu sēklām, kas dabiski inficētas ar Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. vai Fusarium sp., šīs sēnītes un baktērijas bija iespējams iznīcināt daudz labāk, īslaicīgi apstarojot ar ultraskaņu ūdenī, nekā tas ir bijis iespējams ar kodināšanu. Sēklu apstarošana ar ultraskaņu kodināšanas laikā ievērojami pastiprina fungicīdas vai baktericīdas vielas iedarbību. Iemesls acīmredzot ir tāds, ka skaņas vibrācijas palielina ūdens un tajā izšķīdušo vielu difūzijas ātrumu caur augu šūnu membrānām, kas panāk ātrāku ietekmi uz sēnītēm un baktērijām.

Ultraskaņai ir arī negatīva ietekme uz atsevišķām augstāko organismu šūnām. Apstarojot sarkanās asins šūnas (eritrocītus), tika novērots: tie zaudēja sākotnējo formu un izstiepās; tajā pašā laikā notika to krāsas maiņa (hemolīzes rezultātā). Pēc turpmākas apstarošanas tie beidzot pārplīsa un sadalījās daudzās atsevišķās mazās bumbiņās.

Jau 1928. gadā tika konstatēts, ka gaismas baktērijas tiek iznīcinātas ar ultraskaņu. Turpmākajos gados tika publicēts liels skaits darbu par ultraskaņas viļņu ietekmi uz baktērijām un vīrusiem. Tajā pašā laikā izrādījās, ka rezultāti var būt ļoti dažādi: no vienas puses, tika novērota pastiprināta aglutinācija, virulences zudums vai pilnīga baktēriju nāve, no otras puses, tika atzīmēts arī pretējs efekts - palielinājās dzīvotspējīgo indivīdu skaits. Pēdējais īpaši bieži notiek pēc īslaicīgas apstarošanas un izskaidrojams ar to, ka īslaicīgas apstarošanas laikā, pirmkārt, notiek baktēriju šūnu uzkrāšanās mehāniska atdalīšana, kā rezultātā katra atsevišķa šūna rada jaunu koloniju.

Tika konstatēts, ka vēdertīfu nūjas pilnībā nogalina ultraskaņa ar frekvenci 4, 6 MHz, savukārt stafilokoki un streptokoki tiek bojāti tikai daļēji. Baktērijām mirstot, vienlaikus notiek arī to izšķīšana, proti, morfoloģisko struktūru iznīcināšana, tā ka pēc ultraskaņas iedarbības ne tikai samazinās koloniju skaits konkrētajā kultūrā, bet, skaitot īpatņu skaitu, tiek konstatēts, ka samazinās morfoloģiski konservētas baktēriju formas. Apstarojot ar ultraskaņu ar frekvenci 960 kHz, baktērijas ar izmēru 20–75 µm tiek iznīcinātas daudz ātrāk un pilnīgāk nekā baktērijas ar izmēru 8–12 µm [23].

Maskavas Centrālajā Traumatoloģijas un ortopēdijas pētniecības institūtā, kas nosaukts V. I. NN Priorovs veica pētījumu [24] par zemfrekvences ultraskaņas kavitācijas ietekmi uz dažādu stafilokoku celmu vitālo aktivitāti. Eksperimentos in vitro tika iegūti šādi rezultāti. Ultraskaņas apstrāde tika veikta 32 ° C temperatūrā, izmantojot MSE (Lielbritānija) ultraskaņas dezintegratoru, kuram ir šādi tehniskie parametri: jauda 150 W, vibrācijas frekvence 20 kHz, amplitūda 55 μm. Ekspozīcijas laiks bija 1, 2, 5 "7, 10 minūtes. Katrai iedarbībai tika izmantoti atsevišķi flakoni ar 5 ml mikroorganismu suspensijas, kas satur 2500 mikrobu ķermeņus 1 ml šķidruma. barotnes tūlīt pēc ultraskaņas apstrādes ne tikai vājināt, bet pie dažām zondēšanas ekspozīcijām (1-3 min) tas pat nedaudz pastiprinās.bija nenozīmīgas un gandrīz neatšķīrās no kontroles. Ultraskaņas ietekme uz mikroorganismiem var parādīties ^ ne uzreiz, bet pēc kāda laika, kas nepieciešama vielmaiņas traucējumu attīstība šūnās, tāpēc tika pētīta stafilokoku inokulācija uz cietām barotnēm 24, 36 un 48 stundas pēc ultraskaņas Pirms sēšanas uz Petri trauciņiem tika kultivēti ar ultraskaņu apstrādātie stafilokoku celmi. un mēģenēs ar buljonu termostatā 37 ° C temperatūrā. Konstatēts, ka pēc 24 un 36 stundām pēc ultraskaņas apstrādes izaugušo stafilokoku koloniju skaits salīdzinājumā ar kontroli samazinās, stafilokoku izsējas ātrums ir apgriezti proporcionāls mikroorganismu zondēšanas laikam. Pēc 7-10 minūšu ilgas apstrādes ar ultraskaņu sēja vai nu nedeva nekādu augšanu, vai arī uz Petri trauciņiem izauga atsevišķas kolonijas, kas nebija raksturīgas stafilokokam. Pēc 48 stundām ultraskaņas inhibējošā iedarbība bija izteiktāka un izpaudās tālākā mikroorganismu izsējas samazinājumā visos ekspozīcijas gadījumos.

Pētījums par skaņu mikroorganismu jutīgumu pret dažu antibiotiku un antiseptisku līdzekļu iedarbību parādīja, ka 8 no 13 lietotajām zālēm minimālā inhibējošā koncentrācija pēc stafilokoku ultraskaņas ārstēšanas samazinājās 2-4 reizes. Tas norāda uz zemas frekvences ultraskaņas vibrāciju un antibakteriālo šķīdumu kombinētas izmantošanas iespējamību efektīvākai iedarbībai uz mikrobu šūnu [7, 10].

Ultraskaņas viļņu destruktīvā iedarbība ir atkarīga no baktēriju suspensijas koncentrācijas. Pārāk biezā un līdz ar to ļoti viskozā suspensijā netiek novērota baktēriju iznīcināšana, bet ir novērojama tikai karsēšana. Vienas un tās pašas baktēriju sugas dažādiem celmiem var būt pilnīgi atšķirīga attieksme pret ultraskaņas apstarošanu [11].

Tādējādi var secināt, ka ultraskaņas ietekme uz biomateriālu kopumā un mikroorganismiem jo īpaši ir atkarīga no daudziem vides faktoriem un dzīvās vielas stāvokļa, un patiesībā to ir diezgan grūti prognozēt.

SSTU katedrā tika veikti eksperimenti ar ultraskaņas titāna intraosseozo zobu implantu tīrīšanu dažādos darba šķīdumos.

Produktu tīrīšana ir efektīvāka, jo tuvāk tie atrodas emitētāja izstarojošajai virsmai. Attālumā no emitētāja ultraskaņas vibrāciju intensitāte mainās gar idealizētu līkni. Labākais rezultāts tika iegūts ar intensitāti 16 W / cm2 krāna un rūpnieciskajā ūdenī 50 + 5 ° C temperatūrā ar sulfanola koncentrāciju 0,25% ar ultraskaņas laiku 5-10 minūtes (2.1. att.). Ar ultraskaņu apstrādātie izstrādājumi atradās ne vairāk kā 10 mm attālumā no izstarojošās virsmas.

Tādējādi, saskaņā ar eksperimentiem, intensitātes palielināšana no 0,4 līdz 16 W / cm2 dod tīrīšanas kvalitātes uzlabošanos (2.2. att.), bet 100% produktu sterilizācija netiek sasniegta nevienā režīmā.