A kavitáció a környezetben a fő oka az ultrahang romboló hatásának a mikroorganizmusokra. Ha a buborékok képződését a külső nyomás növelésével elfojtották, akkor a protozókra gyakorolt pusztító hatás csökkent. A tárgyak szinte azonnali törését az ultrahangmezőben az ezen organizmusokba befogott növényi sejtekben lévő légbuborékok vagy szén-dioxid okozta.
Ez azt mutatja, hogy a kavitáció során fellépő nagy nyomáskülönbségek a sejtmembránok és az egész kicsi organizmusok repedéséhez vezetnek. Az ultrahang hatását a különféle gombafajokra számos alkalommal tanulmányozták. Tehát az ultrahang sikeresen felhasználható a fitopatológiában. Phoma béta, Cercospora beticola, Alternaria sp. vagy Fusarium sp., ezeket a gombákat és baktériumokat sokkal jobban el lehetett pusztítani vízben végzett ultrahanggal történő rövid távú besugárzással, mint a maratással. A magvak ultrahanggal történő besugárzása a maratás során jelentősen fokozza a fungicid vagy baktericid anyag hatását. Ennek oka nyilvánvalóan az, hogy a hangvibrációk növelik a víz és a benne feloldott anyagok diffúziójának sebességét a növényi sejtek membránjain keresztül,amely gyorsabb hatást fejt ki a gombákra és baktériumokra.
Az ultrahang szintén negatív hatással van a magasabb organizmusok egyes sejtjeire. A vörösvérsejtek (vörösvértestek) besugárzásakor a következőket figyelték meg: elvesztették eredeti formájuk és nyújtottak; ebben az esetben elszíneződésük történt (hemolízis eredményeként). A további besugárzással végül felrobbantak és szétszóródtak sok különálló kis golyóba.
Már 1928-ban megállapították, hogy a világító baktériumokat ultrahanggal pusztítják el. A következő években nagyszámú munkát publikáltak az ultrahanghullámok baktériumokra és vírusokra gyakorolt hatásáról. Ugyanakkor kiderült, hogy az eredmények nagyon változatosak lehetnek: egyrészt megnövekedett agglutináció, a virulencia elvesztése vagy a baktériumok teljes halála volt, másrészt az ellenkező hatást is megfigyelték - az életképes egyének számának növekedése. Ez utóbbi különösen gyakran fordul elő rövid távú besugárzás után, és azzal magyarázható, hogy a rövid távú besugárzás során elsősorban a baktériumsejtek felhalmozódásának mechanikus elválasztása következik be, amelynek eredményeként minden egyes sejt új kolóniát hoz létre.
Megállapítottuk, hogy a tífuszrúd teljesen elpusztul 4,6 MHz frekvenciájú ultrahanggal, míg a sztafilokokok és streptokokok csak részlegesen károsodnak. Amikor a baktériumok meghalnak, feloldódásuk egyidejűleg történik, azaz a morfológiai struktúrák megsemmisülésével, így az ultrahang hatására nemcsak az adott tenyészetben csökken a kolóniák száma, hanem az egyedek számának számítása is kimutatja a baktériumok morfológiailag megőrzött formáinak csökkenését. Ultrahanggal 960 kHz frekvencián besugárzva a 20–75 µm méretű baktériumok sokkal gyorsabban és teljesebben pusztulnak el, mint a 8–12 µm méretű baktériumok [23].
A moszkvai központi traumatológiai és ortopédiai tudományos kutatóintézetnél. NN Priorov kutatást végzett [24] az alacsony frekvenciájú ultrahangos kavitációnak a sztafilokokkusz különböző törzseinek életképességére gyakorolt hatásáról. Az in vitro kísérletek során a következő eredményeket kaptuk. A szonikálást 32 ° C hőmérsékleten hajtottuk végre az MSE (Nagy-Britannia) ultrahangos dezintegrátor segítségével, a következő műszaki paraméterekkel: teljesítmény 150 W, rezgési frekvencia 20 kHz, amplitúdó 55 μm. Az expozíciós idő 1, 2, 5 "7, 10 perc volt. Minden expozícióhoz különálló ampullákat használtunk 5 ml mikroorganizmus-szuszpenzióval, amelyek 2500 mikrobiális testet tartalmaznak 1 ml folyadékban. A kutatási eredmények azt mutatták, hogyhogy a mikroorganizmusok szaporodási képessége, amikor közvetlenül ultrahangkezelés után szilárd tápközegre vetik őket, nem csak nem gyengült, de bizonyos ultrahangos expozícióknál (1-3 perc) még enyhén növekszik. Ugyanakkor, amikor a sztafilokokkuszt 5, 7 és 10 percig ultrahanggal kezeljük, a Petri-csészék agarfelületén megnövekedett telepek számának változása jelentéktelen volt, és szinte nem különbözött a kontrolltól. Az ultrahang mikroorganizmusokra gyakorolt hatása nem azonnal, hanem egy idő után megjelenhet a sejtek anyagcsere-rendellenességeinek kialakulásában, ezért a sztafilokokk szilárd tápközegre vetését vizsgáltuk 24, 36 és 48 órával az ultrahang kezelés után. A Petri-csészékre történő szélesztés előtt a szonikált staphylococcus törzseket 37 ° C-os termosztátban levest tartalmazó kémcsövekbe tenyésztettük. Megtalálták,mivel az ultrahangkezelés után 24 és 36 órával a sztafilokokkuszok termesztett kolóniáinak száma a kontrollhoz képest csökken, a sztafilokokok vetési sebessége fordítottan arányos a mikroorganizmusok megszólalásának idejével. 7-10 perces szonikálás után a vetés vagy nem adott növekedést, vagy a Staphylococcusra nem jellemző telepek nőttek Petri-csészékre. 48 óra elteltével az ultrahang gátló hatása kifejezettebb volt, és a mikroorganizmusok vetés további csökkenésében nyilvánul meg minden expozíciónál.7-10 perces szonikálás után a vetés vagy nem adott növekedést, vagy a Staphylococcusra nem jellemző telepek nőttek Petri-csészékre. 48 óra elteltével az ultrahang gátló hatása kifejezettebb volt, és a mikroorganizmusok vetés további csökkenésében nyilvánul meg minden expozíciónál.7-10 perces szonikálás után a vetés vagy nem adott növekedést, vagy a Staphylococcusra nem jellemző telepek nőttek Petri-csészékre. 48 óra elteltével az ultrahang gátló hatása kifejezettebb volt, és a mikroorganizmusok vetés további csökkenésében nyilvánul meg minden expozíciónál.
A hangzott mikroorganizmusok bizonyos antibiotikumok és antiszeptikumok hatására kifejtett érzékenységének vizsgálata kimutatta, hogy a 13 felhasznált gyógyszer közül 8-ban a sztafilokokkusz ultrahang kezelése után a minimális gátló koncentráció 2-4-szer csökkent. Ez jelzi az alacsony frekvenciájú ultrahangos rezgések és az antibakteriális oldatok kombinált alkalmazásának megvalósíthatóságát a mikrobiális sejt hatékonyabbá tétele érdekében [7, 10].
Az ultrahanghullámok pusztító hatása a baktériumszuszpenzió koncentrációjától függ. Túl vastag és ezért nagyon viszkózus szuszpenzióban nem figyelhető meg a baktériumok pusztulása, csak melegítés figyelhető meg. Ugyanazon baktériumfajta különböző törzsei teljesen eltérő módon viselkedhetnek az ultrahang besugárzással szemben [11].
Promóciós videó:
Megállapíthatjuk tehát, hogy az ultrahang hatása általában a biomatermékekre és különösen a mikroorganizmusokra számos környezeti tényezőtől és az élő anyag állapotától függ, és a valóságban meglehetősen nehéz megjósolni.
Az SSTU tanszékén kísérleteket végeztünk a titán intraosseous fogászati implantátumok ultrahangos tisztításával különféle munkaoldatokban.
A termékek tisztítása annál hatékonyabb, minél közelebb vannak a kibocsátó kibocsátó felületéhez. A kibocsátótól való távolság mellett az ultrahangos rezgések intenzitása az idealizált görbe mentén változik. A legjobb eredményt 16 W / cm2 intenzitású csapvízben és ipari vízben, 50 + 5 ° C hőmérsékleten, 0,25% szulfanol-koncentrációval, 5-10 perc szonikálási idővel kaptuk (2.1. Ábra). A szonikált termékek legfeljebb 10 mm távolságra voltak a sugárzó felülettől.
Ábra: 2.1. Grafikon a termékek szennyezettségének függvényében a hangzás idejétől 16 W / cm2 vibrációs intenzitással
Így a kísérletek szerint az intenzitás növekedése 0,4 -ról 16 W / cm2-re javítja a tisztítás minőségét (2.2. Ábra), de a termékek 100% -os sterilizálását egyetlen módban sem érik el.
Ábra: 2.2. Az ultrahang ultrahangos sterilizáló hatásának az ultrahang intenzitásától való függésének grafikonja.