Ultraheli mõju looma- ja taimerakkudele

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Kavitatsioon keskkonnas on peamine põhjus, miks ultraheli hävitab mikroorganismid. Kui mullide teket pidurdati välisrõhu suurendamisega, siis hävitav mõju algloomadele vähenes. Ultraheliväljas olevate objektide peaaegu hetkelise purunemise põhjustasid õhumullid või süsinikdioksiid taimerakkudes, mis olid nende organismide sees lõksus.

See näitab, et kavitatsiooni käigus tekkivad suured rõhuerinevused põhjustavad rakumembraanide ja tervete väikeste organismide purunemist. Ultraheli mõju erinevat tüüpi seentele on korduvalt uuritud. Niisiis kasutatakse ultraheli edukalt fütopatoloogias. Suhkrupeediseemnetel, mis on looduslikult nakatunud Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. või Fusarium sp., õnnestus lühiajalise vees ultraheliga kiiritamisega neid seeni ja baktereid palju paremini hävitada, kui seda on õnnestunud teha söövitusega. Seemnete kiiritamine ultraheliga puhtimise ajal suurendab oluliselt fungitsiidse või bakteritsiidse aine toimet. Põhjus on ilmselt selles, et helivõnked suurendavad vee ja selles lahustunud ainete difusioonikiirust läbi taimerakkude membraanide, mis saavutab kiirema mõju seentele ja bakteritele.

Ultrahelil on negatiivne mõju ka kõrgemate organismide üksikutele rakkudele. Punaste vereliblede (erütrotsüüdid) kiiritamisel täheldati järgmist: nad kaotasid oma esialgse kuju ja venisid; samal ajal tekkis nende värvimuutus (hemolüüsi tagajärjel). Edasisel kiiritamisel nad lõpuks rebenesid ja lagunesid paljudeks eraldi väikesteks pallideks.

Juba 1928. aastal tehti kindlaks, et helendavad bakterid hävitatakse ultraheliga. Järgnevatel aastatel avaldati suur hulk töid ultrahelilainete mõju kohta bakteritele ja viirustele. Samas selgus, et tulemused võivad olla väga mitmekesised: ühelt poolt täheldati suurenenud aglutinatsiooni, virulentsuse kadumist või bakterite täielikku surma, teisalt aga ka vastupidist efekti - suurenes elujõuliste isendite arv. Viimast esineb eriti sageli pärast lühiajalist kiiritamist ja see on seletatav asjaoluga, et lühiajalise kiiritamise ajal toimub ennekõike bakterirakkude kuhjumiste mehaaniline eraldamine, mille tõttu iga üksik rakk tekitab uue koloonia.

Selgus, et tüüfuse pulgad hävivad täielikult ultraheliga sagedusega 4, 6 MHz, stafülokokid ja streptokokid aga ainult osaliselt. Bakterite surmaga toimub samaaegselt nende lahustumine, st morfoloogiliste struktuuride hävimine, nii et pärast ultraheli mõju ei vähene mitte ainult kolooniate arv antud kultuuris, vaid ka isendite arvu lugemine näitab bakterite arvu vähenemist. morfoloogiliselt säilinud bakterite vormid. Ultraheli kiiritamisel sagedusega 960 kHz hävivad 20–75 µm suurused bakterid palju kiiremini ja täielikumalt kui bakterid suurusega 8–12 µm [23].

Moskva traumatoloogia ja ortopeedia keskses uurimisinstituudis, mis sai nime V. I. NN Priorov viis läbi uuringu [24] madala sagedusega ultraheli kavitatsiooni mõju kohta erinevate stafülokoki tüvede elutegevusele. In vitro katsetes saadi järgmised tulemused. Ultraheli töötlemine viidi läbi temperatuuril 32 ° C, kasutades MSE (Suurbritannia) ultraheli desintegraatorit, millel on järgmised tehnilised parameetrid: võimsus 150 W, vibratsiooni sagedus 20 kHz, amplituud 55 μm. Kokkupuuteaeg oli 1, 2, 5 "7, 10 minutit. Iga kokkupuute jaoks kasutati eraldi viaale 5 ml mikroorganismi suspensiooniga, mis sisaldas 2500 mikroobikeha 1 ml vedelikus. söötme vahetult pärast ultrahelitöötlust mitte ainult ei nõrgeneb, kuid mõnel sondeerimise kokkupuutel (1-3 min) see isegi veidi tugevneb. olid ebaolulised ja peaaegu ei erinenud kontrollist. Ultraheli mõju mikroorganismidele võib ilmneda ^ mitte kohe, vaid mõne aja pärast, vajalik metaboolsete häirete teket rakkudes, seetõttu uuriti stafülokoki inokuleerimist tahkele toitainekeskkonnale 24, 36 ja 48 tundi pärast ultraheliuuringut Enne Petri tassidele külvamist kultiveeriti ultraheliga töödeldud stafülokoki tüvesid. ja katseklaasides puljongiga termostaadis temperatuuril 37 ° C. Selgus, et pärast 24 ja 36 tundi pärast ultrahelitöötlust väheneb kasvanud stafülokokkide kolooniate arv võrreldes kontrolliga, stafülokoki külvimäär on pöördvõrdeline mikroorganismide sondeerimise ajaga. Pärast 7-10-minutilist ultrahelitöötlust ei andnud külv kas kasvu või kasvasid Petri tassidel üksikud stafülokokkidele ebatüüpilised kolooniad. 48 tunni pärast oli ultraheli pärssiv toime rohkem väljendunud ja väljendus mikroorganismide külvamise edasises vähenemises kõigil kokkupuutetel.

Uuring heliliste mikroorganismide tundlikkuse kohta mõnede antibiootikumide ja antiseptikumide toimele näitas, et 13 kasutatud ravimist 8 puhul vähenes minimaalne inhibeeriv kontsentratsioon pärast stafülokoki ultraheliravi 2–4 korda. See näitab madala sagedusega ultrahelivibratsiooni ja antibakteriaalsete lahuste kombineeritud kasutamise teostatavust mikroobirakkudele tõhusama toime saavutamiseks [7, 10].

Ultrahelilainete hävitav toime sõltub bakterisuspensiooni kontsentratsioonist. Liiga paksus ja seetõttu väga viskoosses suspensioonis ei täheldata bakterite hävimist, vaid võib täheldada ainult kuumenemist. Sama bakteriliigi erinevad tüved võivad suhtuda ultrahelikiirgusesse täiesti erinevalt [11].

Seega võime järeldada, et ultraheli mõju biomaterjalile üldiselt ja mikroorganismidele eriti sõltub paljudest keskkonnateguritest ja elusaine seisundist ning tegelikkuses on seda üsna raske ennustada.

SSTU osakonnas viidi läbi katsed titaanist luusiseste hambaimplantaatide ultrahelipuhastamiseks erinevates töölahustes.

Toodete puhastamine on seda tõhusam, mida lähemal on need emitteri kiirgavale pinnale. Emitterist kaugenedes muutub ultraheli vibratsiooni intensiivsus idealiseeritud kõvera järgi. Parim tulemus saadi intensiivsusega 16 W / cm2 kraani- ja tööstusvees temperatuuril 50 + 5 ° C sulfanooli kontsentratsiooniga 0,25% ultraheliga töötlemise ajaga 5-10 minutit (joonis 2.1). Ultraheliga töödeldud tooted asusid kiirgavast pinnast kuni 10 mm kaugusel.

Seega katsete kohaselt parandab intensiivsuse suurendamine 0,4 -lt 16 W / cm2-le puhastuskvaliteeti (joonis 2.2), kuid 100% toodete steriliseerimist ei saavutata ühelgi režiimil.