Kavitation i miljøet er den vigtigste årsag til den destruktive virkning af ultralyd på mikroorganismer. Hvis dannelsen af bobler blev undertrykt ved at øge det ydre tryk, faldt den destruktive effekt på protozoer. Den næsten øjeblikkelige sprængning af genstande i ultralydfeltet blev forårsaget af luftbobler eller kuldioxid i planteceller fanget inde i disse organismer.
Dette viser, at store trykforskelle, der opstår under kavitation, fører til brud på cellemembraner og hele små organismer. Effekten af ultralyd på forskellige typer af svampe er blevet undersøgt mange gange. Så ultralyd anvendes med succes i fytopatologi. På sukkerroefrø, der naturligt er inficeret med Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. eller Fusarium sp., var det muligt at ødelægge disse svampe og bakterier meget bedre ved kortvarig bestråling med ultralyd i vand end det har været muligt at gøre med ætsning. Bestråling af frø med ultralyd under ætsning forbedrer betydningen af et fungicid- eller bakteriedræbende stof. Årsagen er tilsyneladende, at lydvibrationer øger diffusionshastigheden af vand og stoffer opløst i det gennem membranerne i planteceller,som opnår en hurtigere handling på svampe og bakterier.
Ultralyd har også en negativ effekt på individuelle celler fra højere organismer. Ved bestråling af røde blodlegemer (erytrocytter) blev følgende observeret: de mistede deres oprindelige form og strakte sig; i dette tilfælde forekom deres misfarvning (som et resultat af hæmolyse). Med yderligere bestråling brast de til sidst og opløstes i mange separate små kugler.
Allerede i 1928 blev det konstateret, at lysende bakterier ødelægges ved hjælp af ultralyd. I de efterfølgende år blev et stort antal værker offentliggjort om virkningen af ultralydsbølger på bakterier og vira. På samme tid viste det sig, at resultaterne kan være meget forskellige: på den ene side var der en øget agglutination, tab af virulens eller fuldstændig død af bakterier, på den anden side blev den modsatte effekt også bemærket - en stigning i antallet af levedygtige individer. Sidstnævnte forekommer især ofte efter kortvarig bestråling og kan forklares med det faktum, at der under kortvarig bestråling først og fremmest er en mekanisk adskillelse af akkumuleringer af bakterieceller, som hver enkelt celle giver anledning til en ny koloni.
Det blev fundet, at tyfusstænger er fuldstændigt dræbt af ultralyd med en frekvens på 4,6 MHz, mens stafylokokker og streptokokker kun delvist er beskadiget. Når bakterier dør, sker deres opløsning samtidig, dvs. ødelæggelse af morfologiske strukturer, således at antallet af kolonier i en given kultur efter ultralydsvirkningen ikke kun falder, men ved at antallet af individer afslører et fald i morfologisk konserverede former for bakterier. Ved bestråling med ultralyd ved en frekvens på 960 kHz ødelægges bakterier med en størrelse på 20–75 um meget hurtigere og mere fuldstændigt end bakterier med en størrelse på 8–12 um [23].
På Moskva Central Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics opkaldt efter V. I. NN Priorov undersøgte [24] om virkningen af lavfrekvent ultralydskavitation på den vitale aktivitet af forskellige stammer af stafylokokker. I eksperimenter in vitro blev de følgende resultater opnået. Lydbehandlingen blev udført ved en temperatur på 32 ° C under anvendelse af en ultralydsdesintegrator fra MSE (Storbritannien) med følgende tekniske parametre: effekt 150 W, vibrationsfrekvens 20 kHz, amplitude 55 um. Eksponeringstiden var 1, 2, 5 "7, 10 minutter. For hver eksponering blev der anvendt separate hætteglas med 5 ml mikroorganismesuspension indeholdende 2500 mikrobielle legemer i 1 ml væske. Forskningsresultaterne viste, atat mikroorganismenes evne til at formere sig, når man så dem på faste næringsmedier umiddelbart efter ultralydsbehandling, ikke kun ikke svækkes, men ved nogle lydbehandlingseksponeringer (1-3 minutter) øges det endda lidt. På samme tid, når stafylokokker blev lydbehandlet i 5, 7 og 10 minutter, var ændringerne i antallet af dyrkede kolonier på agaroverfladen i petriskåle ubetydelige og adskiller næsten ikke fra kontrollen. Virkningen af ultralyd på mikroorganismer kan manifestere sig ikke umiddelbart, men efter et stykke tid, nødvendig for udviklingen af metabolske forstyrrelser i cellerne, blev såning af staphylococcus på faste næringsmedier undersøgt 24, 36 og 48 timer efter ultralydsbehandling. Før udpladning på petriskåle blev de lydbehandlede staphylococcus-stammer dyrket i reagensglas med bouillon i en termostat ved 37 ° C. Blev fundet,at i løbet af 24 og 36 timer efter ultralydbehandling falder antallet af dyrkede kolonier af stafylokokker i sammenligning med kontrollen, såfrøhastigheden for stafylokokker er omvendt proportional med tidspunktet for lyd af mikroorganismer. Efter 7-10 minutters sonikering gav podningen enten ingen vækst, eller så voksede enkeltkolonier, der ikke var typiske for stafylokokker, på Petri-skåle. Efter 48 timer blev den hæmmende virkning af ultralyd mere udtalt og manifesteret sig i et yderligere fald i podning af mikroorganismer ved alle eksponeringer. Efter 7-10 minutters sonikering gav podningen enten ingen vækst, eller så voksede enkeltkolonier, der ikke var typiske for stafylokokker, på Petri-skåle. Efter 48 timer blev den hæmmende virkning af ultralyd mere udtalt og manifesteret sig i et yderligere fald i podning af mikroorganismer ved alle eksponeringer. Efter 7-10 minutters sonikering gav podningen enten ingen vækst, eller så voksede enkeltkolonier, der ikke var typiske for stafylokokker, på Petri-skåle. Efter 48 timer blev den hæmmende virkning af ultralyd mere udtalt og manifesteret sig i et yderligere fald i podning af mikroorganismer ved alle eksponeringer.
En undersøgelse af følsomheden af lydede mikroorganismer over for virkningen af nogle antibiotika og antiseptika viste, at hos 8 ud af 13 anvendte medikamenter faldt den mindste hæmmende koncentration efter ultralydsbehandling af stafylokokker 2-4 gange. Dette viser, at det er tilrådeligt med kombineret brug af lavfrekvente ultralydsvibrationer og antibakterielle opløsninger for en mere effektiv indflydelse på den mikrobielle celle [7, 10].
Den destruktive virkning af ultralydsbølger afhænger af koncentrationen af bakteriesuspensionen. I en for tyk og derfor meget viskøs suspension observeres ingen ødelæggelse af bakterier, men kun opvarmning kan bemærkes. Forskellige stammer af den samme bakterieart kan have helt forskellige holdninger til ultralydsbestråling [11].
Salgsfremmende video:
Således kan vi konkludere, at virkningen af ultralyd på biomateriale generelt og mikroorganismer især afhænger af mange miljøfaktorer og af levestoffets tilstand, og i virkeligheden er det ret vanskeligt at forudsige.
Eksperimenter med ultralydsrensning af titan-intraosseøse tandimplantater i forskellige arbejdsopløsninger blev udført på SSTU-afdelingen.
Rengøring af produkter er jo mere effektiv, jo tættere er de på emitterens emitterende overflade. Med afstanden fra emitteren ændres intensiteten af ultralydsvibrationer langs en idealiseret kurve. Det bedste resultat blev opnået med en intensitet på 16 W / cm2 i hanen og industrielt vand ved 50 + 5 ° C med en sulfanolkoncentration på 0,25% med en sonikeringstid på 5-10 minutter (fig. 2.1). De lydbehandlede produkter lå i en afstand af højst 10 mm fra den udstrålende overflade.
Figur: 2.1. Graf over afhængighed af kontaminering af produkter af lydtiden ved en vibrationsintensitet på 16 W / cm2
I henhold til eksperimenterne giver en stigning i intensitet fra 0,4 til 16 W / cm2 således en forbedring af kvaliteten af rengøringen (fig. 2.2), men 100% sterilisering af produkter opnås ikke i nogen form.
Figur: 2.2. En graf over afhængigheden af den steriliserende virkning af ultralyd af intensiteten af ultralyd.