Kavitasjon i miljøet er hovedårsaken til den destruktive effekten av ultralyd på mikroorganismer. Hvis dannelsen av bobler ble undertrykt ved å øke det ytre trykket, reduserte den ødeleggende effekten på protozoer. Den nesten øyeblikkelige sprekken av gjenstander i ultralydfeltet var forårsaket av luftbobler eller karbondioksid i planteceller fanget inne i disse organismer.
Dette viser at store trykkforskjeller som oppstår under kavitasjon fører til ruptur av cellemembraner og hele små organismer. Effekten av ultralyd på forskjellige typer sopp har blitt studert mange ganger. Så ultralyd er vellykket brukt i fytopatologi. På sukkerroefrø som er infisert naturlig med Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. eller Fusarium sp., var det mulig å ødelegge disse soppene og bakteriene mye bedre ved kortvarig bestråling med ultralyd i vann enn det har vært mulig å gjøre med etsing. Bestråling av frø med ultralyd under etsing forbedrer effekten av et soppdrepende eller bakteriedrepende stoff betydelig. Årsaken er tilsynelatende at lydvibrasjoner øker diffusjonshastigheten av vann og stoffer som er oppløst i det gjennom membranene til planteceller,som oppnår en raskere handling på sopp og bakterier.
Ultralyd har også en negativ effekt på individuelle celler fra høyere organismer. Ved bestråling av røde blodlegemer (erytrocytter) ble følgende observert: de mistet sin opprinnelige form og strakk seg; i dette tilfellet skjedde misfarging deres (som et resultat av hemolyse). Med ytterligere bestråling sprengte de til slutt og gikk i oppløsning i mange separate små kuler.
Allerede i 1928 ble det slått fast at lysende bakterier blir ødelagt av ultralyd. I de påfølgende årene ble et stort antall verk publisert om effekten av ultralydbølger på bakterier og virus. Samtidig viste det seg at resultatene kan være svært forskjellige: På den ene siden var det økt agglutinasjon, tap av virulens eller fullstendig død av bakterier, på den annen side ble det også notert den motsatte effekten - en økning i antall levedyktige individer. Det siste forekommer spesielt ofte etter kortvarig bestråling og kan forklares ved at det under kortvarig bestråling først og fremst er en mekanisk separasjon av ansamlinger av bakterieceller, som hver enkelt celle gir opphav til en ny koloni.
Det ble funnet at tyfusstenger er fullstendig drept av ultralyd med en frekvens på 4,6 MHz, mens stafylokokker og streptokokker bare delvis er skadet. Når bakterier dør, skjer oppløsningen deres samtidig, dvs. ødeleggelse av morfologiske strukturer, slik at etter virkningen av ultralyd ikke bare antall kolonier i en gitt kultur reduseres, men ved å telle antall individer avslører en reduksjon i morfologisk konserverte former for bakterier. Ved bestråling med ultralyd med en frekvens på 960 kHz blir bakterier med en størrelse på 20–75 um ødelagt mye raskere og mer fullstendig enn bakterier med en størrelse på 8–12 um [23].
Ved Moskva Central Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics oppkalt etter V. I. NN Priorov forsket [24] på effekten av lavfrekvent ultrasonisk kavitasjon på den vitale aktiviteten til forskjellige stammer av stafylokokker. I eksperimenter in vitro ble følgende resultater oppnådd. Ultralydbehandling ble utført ved en temperatur på 32 ° C ved bruk av en ultrasonisk desintegrator fra MSE (Storbritannia) med følgende tekniske parametere: effekt 150 W, vibrasjonsfrekvens 20 kHz, amplitude 55 μm. Eksponeringstiden var 1, 2, 5 "7, 10 minutter. For hver eksponering ble separate hetteglass med 5 ml mikroorganismesuspensjon inneholdende 2500 mikrobielle legemer i 1 ml væske brukt. Forskningsresultatene viste atat mikroorganismenes evne til å formere seg når de sås på faste næringsmedier umiddelbart etter ultralydbehandling ikke bare ikke svekkes, men ved noen sonikasjonseksponering (1-3 min) øker den til og med litt. Samtidig, når stafylokokk ble sonikert i 5, 7 og 10 minutter, var endringene i antall voksne kolonier på agaroverflaten i petriskåler ubetydelige og skilte seg nesten ikke fra kontrollen. Effekten av ultralyd på mikroorganismer kan manifestere seg ikke umiddelbart, men etter en stund, nødvendig for utvikling av metabolske forstyrrelser i cellene, ble såing av stafylokokk på faste næringsmedier undersøkt 24, 36 og 48 timer etter ultralydbehandling. Før du pletterte på petriskåler, ble de soniserte staphylococcus-stammene dyrket i prøverør med buljong i en termostat ved 37 ° C. Ble funnet,at antall 24 voksne kolonier av stafylokokker i forhold til kontrollen reduseres i løpet av 24 og 36 timer etter ultralydbehandling, såsåddehastigheten for stafylokokker er omvendt proporsjonal med tidspunktet for lyden av mikroorganismer. Etter 7-10 minutters sonikering ga såingen enten ingen vekst, eller så vokste enkeltkolonier som ikke var typiske for stafylokokker på Petri-retter. Etter 48 timer ble den hemmende effekten av ultralyd mer uttalt og manifestert seg i en ytterligere reduksjon i sådd av mikroorganismer ved all eksponering. Etter 7-10 minutters sonikering ga såingen enten ingen vekst, eller så vokste enkeltkolonier som ikke var typiske for stafylokokker på Petri-retter. Etter 48 timer ble den hemmende effekten av ultralyd mer uttalt og manifestert seg i en ytterligere reduksjon i sådd av mikroorganismer ved all eksponering. Etter 7-10 minutters sonikering ga såingen enten ingen vekst, eller så vokste enkeltkolonier som ikke var typiske for stafylokokker på Petri-retter. Etter 48 timer ble den hemmende effekten av ultralyd mer uttalt og manifestert seg i en ytterligere reduksjon i sådd av mikroorganismer ved all eksponering.
En studie av følsomheten til lydede mikroorganismer for virkningen av noen antibiotika og antiseptika viste at hos 8 av 13 legemidler som ble brukt, reduserte den minste hemmende konsentrasjonen etter ultralydbehandling av stafylokokker 2-4 ganger. Dette indikerer tilrådeligheten av kombinert bruk av lavfrekvente ultralydsvibrasjoner og antibakterielle løsninger for en mer effektiv innvirkning på den mikrobielle cellen [7, 10].
Den destruktive effekten av ultralydbølger avhenger av konsentrasjonen av bakteriesuspensjonen. I en for tykk og derfor veldig viskøs suspensjon observeres ingen ødeleggelse av bakterier, men bare oppvarming kan noteres. Ulike stammer av samme bakterieart kan ha helt forskjellige holdninger til ultralydbestråling [11].
Salgsfremmende video:
Dermed kan vi konkludere med at effekten av ultralyd på biomateriale generelt og mikroorganismer, spesielt, avhenger av mange miljøfaktorer og av levestoffets tilstand, og i virkeligheten er det ganske vanskelig å forutsi.
Eksperimenter på ultrasonisk rengjøring av titan-intraosseøse tannimplantater i forskjellige arbeidsløsninger ble utført ved avdeling SSTU.
Rengjøring av produkter er desto mer effektiv, jo nærmere de er emitterens overflate. Med avstand fra senderen endres intensiteten av ultralydsvibrasjoner langs en idealisert kurve. Det beste resultatet ble oppnådd med en intensitet på 16 W / cm2 i kran og industrielt vann ved 50 + 5 ° C med en sulfanolkonsentrasjon på 0,25% med en sonikeringstid på 5-10 minutter (fig. 2.1). Sonikertproduktene var i en avstand på ikke mer enn 10 mm fra den strålende overflaten.
Figur: 2.1. Graf over avhengigheten av forurensningen av produkter på lydtiden med en vibrasjonsintensitet på 16 W / cm2
I følge eksperimentene gir således en økning i intensitet fra 0,4 til 16 W / cm2 en forbedring i rengjøringskvaliteten (fig. 2.2), men 100% sterilisering av produkter oppnås ikke i noen modus.
Figur: 2.2. En graf over avhengigheten av den steriliserende effekten av ultralyd på intensiteten av ultralyd.
