Utjecaj ultrazvuka na životinjske i biljne stanice

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Kavitacija u okolišu glavni je razlog destruktivnog djelovanja ultrazvuka na mikroorganizme. Ako je stvaranje mjehurića potisnuto povećanjem vanjskog tlaka, tada se smanjio destruktivni učinak na protozoe. Gotovo trenutno pucanje objekata u ultrazvučnom polju uzrokovano je mjehurićima zraka ili ugljičnim dioksidom u biljnim stanicama zarobljenim unutar tih organizama.

To pokazuje da velike razlike tlaka koje nastaju tijekom kavitacije dovode do pucanja staničnih membrana i cijelih malih organizama. Utjecaj ultrazvuka na razne vrste gljiva proučavan je mnogo puta. Dakle, ultrazvuk se uspješno koristi u fitopatologiji. Na sjemenu šećerne repe prirodno zaraženom Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. ili Fusarium sp., te je gljive i bakterije bilo moguće uništiti mnogo bolje kratkotrajnim zračenjem ultrazvukom u vodi nego što je to bilo moguće jetkanjem. Zračenje sjemena ultrazvukom tijekom diranja značajno pojačava učinak fungicidne ili baktericidne tvari. Razlog je, očito, što zvučne vibracije povećavaju brzinu difuzije vode i tvari otopljenih u njoj kroz membrane biljnih stanica, čime se postiže brži učinak na gljive i bakterije.

Ultrazvuk također negativno djeluje na pojedine stanice viših organizama. Prilikom ozračivanja crvenih krvnih stanica (eritrocita) uočeno je sljedeće: izgubile su izvorni oblik i rastegnule se; istodobno je došlo do njihove promjene boje (kao posljedica hemolize). Daljnjim zračenjem, konačno su puknule i raspale se u mnogo zasebnih malih kuglica.

Već 1928. godine ustanovljeno je da se svjetleće bakterije uništavaju ultrazvukom. U narednim godinama objavljen je veliki broj radova o učinku ultrazvučnih valova na bakterije i viruse. Pritom se pokazalo da rezultati mogu biti vrlo raznoliki: s jedne strane uočena je povećana aglutinacija, gubitak virulencije ili potpuna smrt bakterija, s druge strane zabilježen je i suprotan učinak - povećanje broj održivih pojedinaca. Potonje se posebno često javlja nakon kratkotrajnog zračenja i može se objasniti činjenicom da tijekom kratkotrajnog zračenja prije svega dolazi do mehaničkog odvajanja nakupina bakterijskih stanica, zbog čega svaka pojedina stanica stvara novu koloniju.

Utvrđeno je da su tifusne šipke potpuno uništene ultrazvukom frekvencije 4,6 MHz, dok su stafilokoki i streptokoki oštećeni samo djelomično. S uginućem bakterija istovremeno dolazi do njihovog raspadanja, odnosno uništavanja morfoloških struktura, tako da nakon djelovanja ultrazvuka ne samo da se smanjuje broj kolonija u datoj kulturi, već se prebrojavanjem broja jedinki uočava smanjenje morfološki očuvani oblici bakterija. Kada se ozrači ultrazvukom na frekvenciji od 960 kHz, bakterije veličine 20-75 µm uništavaju se mnogo brže i potpunije od bakterija veličine 8-12 µm [23].

Na Moskovskom Središnjem istraživačkom institutu za traumatologiju i ortopediju po imenu V. I. NN Priorov proveo je istraživanje [24] o učinku niskofrekventne ultrazvučne kavitacije na vitalnu aktivnost različitih sojeva stafilokoka. U pokusima in vitro dobiveni su sljedeći rezultati. Ultrazvučna obrada provedena je na temperaturi od 32°C pomoću ultrazvučnog dezintegratora tvrtke MSE (Velika Britanija) koji ima sljedeće tehničke parametre: snaga 150 W, frekvencija vibracija 20 kHz, amplituda 55 μm. Vrijeme izlaganja bilo je 1, 2, 5 "7, 10 minuta. Za svako izlaganje korištene su zasebne bočice s 5 ml suspenzije mikroorganizama koje sadrže 2500 mikrobnih tijela u 1 ml tekućine. medija neposredno nakon ultrazvučnog tretmana ne samo da ne slabe, ali se pri nekim ekspozicijama sondiranja (1-3 min) čak i neznatno pojačavaju. bile su neznatne i gotovo se nisu razlikovale od kontrole. Učinak ultrazvuka na mikroorganizme može se pojaviti ^ ne odmah, već nakon nekog vremena, neophodan za razvoj metaboličkih poremećaja u stanicama, stoga je proučavana inokulacija stafilokoka na čvrste hranjive podloge 24, 36 i 48 sati nakon ultrazvuka Prije sjetve na Petrijeve zdjelice, kultivirani su sonicirani sojevi stafilokoka. i u epruvetama s bujonom u termostatu na 37°C. Utvrđeno je da se nakon 24 i 36 sati nakon ultrazvučnog tretmana smanjuje broj uzgojenih kolonija stafilokoka u usporedbi s kontrolom, a brzina sjetve stafilokoka obrnuto je proporcionalna vremenu sondiranja mikroorganizama. Nakon 7-10 minuta ultrazvuka, sjetva ili nije dala nikakav rast, ili su na Petrijevim zdjelicama izrasle pojedinačne kolonije koje nisu tipične za stafilokoke. Nakon 48 sati inhibicijski učinak ultrazvuka bio je izraženiji i očitovao se daljnjim smanjenjem sijanja mikroorganizama pri svim ekspozicijama.

Studija osjetljivosti sondiranih mikroorganizama na djelovanje nekih antibiotika i antiseptika pokazala je da se u 8 od 13 korištenih lijekova minimalna inhibitorna koncentracija nakon ultrazvučnog tretmana stafilokoka smanjila 2-4 puta. To ukazuje na izvedivost kombinirane uporabe niskofrekventnih ultrazvučnih vibracija i antibakterijskih otopina za učinkovitiji učinak na mikrobnu stanicu [7, 10].

Destruktivni učinak ultrazvučnih valova ovisi o koncentraciji bakterijske suspenzije. U pregustoj i stoga vrlo viskoznoj suspenziji ne opaža se uništavanje bakterija, već se može primijetiti samo zagrijavanje. Različiti sojevi iste bakterijske vrste mogu imati potpuno različite stavove prema ultrazvučnom zračenju [11].

Dakle, možemo zaključiti da učinak ultrazvuka na biomaterijal općenito, a posebno na mikroorganizme, ovisi o mnogim čimbenicima okoliša i o stanju žive tvari, te ga je u stvarnosti prilično teško predvidjeti.

Na odjelu SSTU-a provedeni su pokusi ultrazvučnog čišćenja titanskih intraossealnih dentalnih implantata u različitim radnim otopinama.

Čišćenje proizvoda je učinkovitije što su bliži emitivnoj površini emitera. S udaljenosti od emitera, intenzitet ultrazvučnih vibracija se mijenja duž idealizirane krivulje. Najbolji rezultat postignut je pri intenzitetu od 16 W/cm2 u vodi iz slavine i industrijskoj vodi na 50 + 5 °C s koncentracijom sulfanola od 0,25% uz vrijeme obrade ultrazvukom od 5-10 minuta (slika 2.1). Sonicirani proizvodi bili su smješteni na udaljenosti ne većoj od 10 mm od površine emitiranja.

Dakle, prema eksperimentima, povećanje intenziteta od 0,4 na 16 W / cm2 daje poboljšanje kvalitete čišćenja (slika 2.2), ali 100% sterilizacija proizvoda nije postignuta ni u jednom načinu rada.