Cavitarea în mediu este principalul motiv al efectului distructiv al ultrasunetelor asupra microorganismelor. Dacă formarea de bule a fost suprimată prin creșterea presiunii externe, atunci efectul distructiv asupra protozoarelor a scăzut. Ruperea aproape instantanee a obiectelor din câmpul ecografic a fost cauzată de bule de aer sau de dioxid de carbon din celulele plantelor prinse în interiorul acestor organisme.
Acest lucru arată că diferențele mari de presiune care apar în timpul cavitației duc la ruperea membranelor celulare și a unor organisme mici întregi. Efectul ultrasunetelor asupra diferitelor tipuri de ciuperci a fost studiat de multe ori. Deci, ecografia este folosită cu succes în fitopatologie. Pe semințele de sfeclă de zahăr infectate în mod natural cu Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. sau Fusarium sp., a fost posibilă distrugerea acestor ciuperci și bacterii mult mai bine prin iradierea pe termen scurt cu ultrasunete în apă decât s-a putut face cu gravarea. Iradierea semințelor cu ultrasunete în timpul gravării îmbunătățește semnificativ efectul unei substanțe fungicide sau bactericide. Motivul, aparent, este că vibrațiile sonore cresc rata de difuzie a apei și a substanțelor dizolvate în ea prin membranele celulelor plantelor,care realizează o acțiune mai rapidă asupra ciupercilor și bacteriilor.
Ecografia are, de asemenea, un efect negativ asupra celulelor individuale ale organismelor superioare. La iradierea globulelor roșii (eritrocite), s-au observat următoarele: și-au pierdut forma inițială și s-au întins; în acest caz, decolorarea lor a avut loc (ca urmare a hemolizei). Odată cu iradierea ulterioară, în final au izbucnit și s-au dezintegrat în multe bile mici separate.
Deja în 1928, s-a stabilit că bacteriile luminoase sunt distruse prin ultrasunete. În anii următori, un număr mare de lucrări au fost publicate cu privire la efectul undelor cu ultrasunete asupra bacteriilor și virusurilor. În același timp, s-a dovedit că rezultatele pot fi foarte diverse: pe de o parte, a fost crescută aglutinarea, pierderea virulenței sau moartea completă a bacteriilor, pe de altă parte, s-a remarcat și efectul opus - o creștere a numărului de indivizi viabili. Aceasta din urmă apare mai ales deseori după iradierea pe termen scurt și poate fi explicată prin faptul că în timpul iradierii pe termen scurt, în primul rând, se produce o separare mecanică a acumulărilor de celule bacteriene, datorită căreia fiecare celulă individuală dă naștere unei noi colonii.
S-a constatat că tijele de tifoid sunt ucise complet prin ultrasunete cu o frecvență de 4,6 MHz, în timp ce stafilococii și streptococii sunt deteriorați doar parțial. Când bacteriile mor, dizolvarea lor are loc simultan, adică distrugerea structurilor morfologice, astfel încât, după acțiunea ultrasunetelor, nu numai numărul de colonii dintr-o cultură dată scade, dar numărarea numărului de indivizi relevă o scădere a formelor de bacterii conservate morfologic. Atunci când sunt iradiate cu ultrasunete cu o frecvență de 960 kHz, bacteriile cu dimensiunea de 20–75 µm sunt distruse mult mai rapid și mai complet decât bacteriile cu dimensiunea de 8–12 µm [23].
La Institutul Central de Cercetare Științifică din Moscova de Traumatologie și Ortopedie numit după V. I. NN Priorov a efectuat cercetări [24] cu privire la efectul cavitației ultrasonice de joasă frecvență asupra activității vitale a diferitelor tulpini de stafilococ. În experimentele in vitro au fost obținute următoarele rezultate. Tratamentul cu ultrasunete a fost efectuat la o temperatură de 32 ° C folosind un dezintegrator ultrasonic din MSE (Marea Britanie) cu următorii parametri tehnici: putere 150 W, frecvență de vibrație 20 kHz, amplitudine 55 μm. Timpul de expunere a fost de 1, 2, 5 "7, 10 minute. Pentru fiecare expunere, s-au utilizat flacoane separate cu 5 ml de suspensie de microorganisme care conțin 2500 de corpuri microbiene în 1 ml de lichid. Rezultatele cercetării au arătat căcă capacitatea microorganismelor de a se înmulți la semănarea lor pe medii solide de nutrienți imediat după tratamentul cu ultrasunete nu numai că nu este slăbită, dar la unele expuneri de sonicitate (1-3 min), crește chiar ușor. În același timp, când stafilococul a fost sonicizat timp de 5, 7 și 10 minute, modificările numărului de colonii cultivate pe suprafața de agar din vasele Petri au fost nesemnificative și aproape că nu diferă de control. Efectul ecografiei asupra microorganismelor se poate manifesta ^ nu imediat, dar după un timp, necesar dezvoltării tulburărilor metabolice în celule, prin urmare, semănatul stafilococului pe medii solide cu nutrienți a fost studiat la 24, 36 și 48 de ore după tratamentul cu ultrasunete. Înainte de a plasa pe vasele Petri, tulpinile sonate de stafilococ au fost cultivate în epruvete cu bulion într-un termostat la 37 ° C. A fost găsit,că în 24 și 36 de ore după tratamentul cu ultrasunete, numărul de colonii crescute de stafilococi în comparație cu controlul scade, rata de însămânțare a stafilococului este invers proporțională cu timpul de sondare a microorganismelor. După 7-10 minute de sonicizare, însămânțarea nu a dat nici o creștere, fie coloniile singulare, care nu sunt tipice pentru stafilococ au crescut pe vasele Petri. După 48 de ore, efectul inhibitor al ecografiei a fost mai pronunțat și s-a manifestat printr-o scădere suplimentară a semănatului de microorganisme la toate expunerile. După 7-10 minute de sonicizare, însămânțarea nu a dat nici o creștere, fie coloniile singulare, care nu sunt tipice pentru stafilococ au crescut pe vasele Petri. După 48 de ore, efectul inhibitor al ecografiei a fost mai pronunțat și s-a manifestat printr-o scădere suplimentară a semănatului de microorganisme la toate expunerile. După 7-10 minute de sonicizare, însămânțarea nu a dat nici o creștere, fie coloniile singulare, care nu sunt tipice pentru stafilococ au crescut pe vasele Petri. După 48 de ore, efectul inhibitor al ecografiei a fost mai pronunțat și s-a manifestat printr-o scădere suplimentară a semănatului de microorganisme la toate expunerile.
Un studiu privind sensibilitatea microorganismelor sunate la acțiunea unor antibiotice și antiseptice a arătat că în 8 din 13 medicamente utilizate, concentrația minimă de inhibare după tratamentul cu ultrasunete de stafilococ a scăzut de 2-4 ori. Aceasta indică oportunitatea utilizării combinate a vibrațiilor ultrasonice cu frecvență joasă și a soluțiilor antibacteriene pentru un impact mai eficient asupra celulei microbiene [7, 10].
Efectul distructiv al undelor ultrasonice depinde de concentrația suspensiei bacteriene. Într-o suspensie prea groasă și, prin urmare, foarte vâscoasă, nu se observă nici o distrugere a bacteriilor, dar se poate observa doar încălzirea. Tulpini diferite ale aceleași specii bacteriene pot avea atitudini complet diferite față de iradierea cu ultrasunete [11].
Video promotional:
Astfel, putem concluziona că efectul ecografiei asupra biomaterialului în general și microorganismelor, în special, depinde de mulți factori de mediu și de starea materiei vii, iar în realitate este destul de dificil de prevăzut.
Experiențe privind curățarea cu ultrasunete a implanturilor dentare intraosează de titan în diferite soluții de lucru au fost efectuate la secția SSTU.
Curățarea produselor este cu atât mai eficientă, cu cât sunt mai aproape de suprafața de emisie a emițătorului. Odată cu distanța față de emițător, intensitatea vibrațiilor ultrasonice se modifică de-a lungul unei curbe idealizate. Cel mai bun rezultat a fost obținut la o intensitate de 16 W / cm2 în apă de la robinet și apă industrială la 50 + 5 ° C cu o concentrație de sulfanol de 0,25% cu un timp de sonicizare de 5-10 minute (Fig. 2.1). Produsele sonice au fost la o distanță de cel mult 10 mm față de suprafața radiantă.
Figura: 2.1. Graficul dependenței contaminării produselor de timpul de sunet la o intensitate de vibrație de 16 W / cm2
Astfel, conform experimentelor, o creștere a intensității de la 0,4 ″ la 16 W / cm2 dă o îmbunătățire a calității curățării (Fig. 2.2), dar sterilizarea 100% a produselor nu se realizează în niciun mod.
Figura: 2.2. Un grafic al dependenței efectului de sterilizare al ultrasunetelor de intensitatea ultrasunetelor.
