Kavitācija vidē ir galvenais iemesls ultraskaņas destruktīvajai ietekmei uz mikroorganismiem. Ja burbuļu veidošanās tika nomākta, palielinot ārējo spiedienu, tad destruktīvā ietekme uz vienšūņiem samazinājās. Objektu gandrīz acumirklīgu plīsumu ultraskaņas laukā izraisīja gaisa burbuļi vai oglekļa dioksīds augu šūnās, kas ieslodzīti šo organismu iekšpusē.
Tas parāda, ka lielas spiediena atšķirības, kas rodas kavitācijas laikā, izraisa šūnu membrānu un veselu mazu organismu plīsumus. Ultraskaņas ietekme uz dažāda veida sēnēm ir daudzkārt pētīta. Tātad, ultraskaņu veiksmīgi izmanto fitopatoloģijā. Uz cukurbiešu sēklām, kas dabiski inficētas ar Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. vai Fusarium sp., bija iespējams šīs sēnes un baktērijas iznīcināt daudz labāk, īslaicīgi apstarojot ar ultraskaņu ūdenī, nekā tas bija iespējams ar kodināšanu. Sēklu apstarošana ar ultraskaņu kodināšanas laikā ievērojami pastiprina fungicīdās vai baktericīdās vielas iedarbību. Acīmredzot iemesls ir tas, ka skaņas vibrācijas palielina ūdens un tajā izšķīdušo vielu difūzijas ātrumu caur augu šūnu membrānām,kas panāk ātrāku darbību pret sēnītēm un baktērijām.
Ultraskaņa negatīvi ietekmē arī atsevišķas augstāku organismu šūnas. Apstarojot sarkanās asins šūnas (eritrocītus), tika novērots sekojošais: tie zaudēja sākotnējo formu un izstiepās; šajā gadījumā notika to krāsas maiņa (hemolīzes rezultātā). Ar turpmāku apstarošanu tie beidzot pārsprāga un sadalījās daudzās atsevišķās mazās bumbiņās.
Jau 1928. gadā tika noteikts, ka gaismas ultraskaņas iznīcina ar ultraskaņu. Turpmākajos gados tika publicēts liels skaits darbu par ultraskaņas viļņu ietekmi uz baktērijām un vīrusiem. Tajā pašā laikā izrādījās, ka rezultāti var būt ļoti dažādi: no vienas puses, bija palielināta aglutinācija, virulences zudums vai pilnīga baktēriju nāve, no otras puses, tika atzīmēts arī pretējs efekts - dzīvotspējīgu indivīdu skaita palielināšanās. Pēdējais notiek īpaši bieži pēc īslaicīgas apstarošanas, un to var izskaidrot ar to, ka īslaicīgas apstarošanas laikā, pirmkārt, notiek baktēriju šūnu uzkrāšanos mehāniska atdalīšana, kuras dēļ katra atsevišķa šūna rada jaunu koloniju.
Tika konstatēts, ka vēdertīfa stieņi tiek pilnībā nogalināti ar ultraskaņu ar frekvenci 4,6 MHz, savukārt stafilokoki un streptokoki tiek bojāti tikai daļēji. Kad baktērijas mirst, vienlaicīgi notiek to izšķīšana, t.i., morfoloģisko struktūru iznīcināšana, tā ka pēc ultraskaņas darbības ne tikai samazinās koloniju skaits dotajā kultūrā, bet, saskaitot indivīdu skaitu, tiek atklāts morfoloģiski saglabāto baktēriju formu samazinājums. Apstarojot ar ultraskaņu ar frekvenci 960 kHz, baktērijas ar izmēru 20–75 µm tiek iznīcinātas daudz ātrāk un pilnīgāk nekā baktērijas ar izmēru 8–12 µm [23].
Maskavas centrālajā zinātniski pētnieciskajā traumatoloģijas un ortopēdijas institūtā, kas nosaukts pēc V. I. NN Priorovs veica pētījumus [24] par zemfrekvences ultraskaņas kavitācijas ietekmi uz dažādu stafilokoku celmu dzīvībai svarīgo aktivitāti. Eksperimentos in vitro tika iegūti šādi rezultāti. Zvanīšana tika veikta 32 ° C temperatūrā, izmantojot ultraskaņas dezintegratoru no MSE (Lielbritānija) ar šādiem tehniskajiem parametriem: jauda 150 W, vibrācijas frekvence 20 kHz, amplitūda 55 μm. Iedarbības laiks bija 1, 2, 5 "7, 10 minūtes. Katrai iedarbībai tika izmantoti atsevišķi flakoni ar 5 ml mikroorganismu suspensijas, kas satur 2500 mikrobu ķermeņus 1 ml šķidruma. Pētījuma rezultāti parādīja, kaka mikroorganismu spēja vairoties, sējot tos uz cietām barības vielām tūlīt pēc apstrādes ar ultraskaņu, ne tikai netiek vājināta, bet ar zināmu iedarbību uz ultraskaņu (1-3 minūtes) tā pat nedaudz palielinās. Tajā pašā laikā, kad stafilokoku ultraskaņoja 5, 7 un 10 minūtes, Petri trauciņos uz agara virsmas izaudzēto koloniju skaita izmaiņas bija nenozīmīgas un gandrīz neatšķīrās no kontroles. Ultraskaņas ietekme uz mikroorganismiem var izpausties ^ ne uzreiz, bet pēc kāda laika nepieciešama metabolisma traucējumu attīstībai šūnās, tāpēc stafilokoku sēšana uz cietām barības vielām tika pētīta 24, 36 un 48 stundas pēc apstrādes ar ultraskaņu. Pirms galvanizācijas uz Petri trauciņiem, ultraskaņas stafilokoku celmus kultivēja mēģenēs ar buljonu termostatā 37 ° C temperatūrā. Tika atrasts,tā kā 24 un 36 stundās pēc apstrādes ar ultraskaņu samazinās izaudzēto stafilokoku koloniju skaits salīdzinājumā ar kontroli, stafilokoku sēšanas ātrums ir apgriezti proporcionāls mikroorganismu skanēšanas laikam. Pēc 7–10 minūšu ilgas ultraskaņas sēšana vai nu nedeva augšanu, vai arī uz Petri traukiem izauga atsevišķas kolonijas, kas nebija raksturīgas stafilokokam. Pēc 48 stundām ultraskaņas inhibējošā iedarbība bija izteiktāka un izpaudās ar turpmāku mikroorganismu izsējas samazināšanos visos iedarbības gadījumos. Pēc 7–10 minūšu ilgas ultraskaņas sēšana vai nu nedeva augšanu, vai arī uz Petri traukiem izauga atsevišķas kolonijas, kas nebija raksturīgas stafilokokam. Pēc 48 stundām ultraskaņas inhibējošā iedarbība bija izteiktāka un izpaudās ar turpmāku mikroorganismu izsējas samazināšanos visos iedarbības gadījumos. Pēc 7–10 minūšu ilgas ultraskaņas sēšana vai nu nedeva augšanu, vai arī uz Petri traukiem izauga atsevišķas kolonijas, kas nebija raksturīgas stafilokokam. Pēc 48 stundām ultraskaņas inhibējošā iedarbība bija izteiktāka un izpaudās ar turpmāku mikroorganismu izsējas samazināšanos visos iedarbības gadījumos.
Pētījums par izklausīto mikroorganismu jutīgumu pret dažu antibiotiku un antiseptiķu iedarbību parādīja, ka 8 no 13 lietotām zālēm minimālā inhibējošā koncentrācija pēc stafilokoku apstrādes ar ultraskaņu samazinājās 2–4 reizes. Tas norāda uz zemas frekvences ultraskaņas vibrāciju un antibakteriālu risinājumu kombinētas izmantošanas lietderīgumu efektīvākai ietekmei uz mikrobu šūnu [7, 10].
Ultraskaņas viļņu iznīcinošā iedarbība ir atkarīga no baktēriju suspensijas koncentrācijas. Pārāk biezā un tāpēc ļoti viskozā suspensijā baktēriju iznīcināšana netiek novērota, bet var atzīmēt tikai karsēšanu. Dažādiem vienas baktēriju sugas celmiem var būt pilnīgi atšķirīga attieksme pret apstarošanu ar ultraskaņu [11].
Reklāmas video:
Tādējādi mēs varam secināt, ka ultraskaņas ietekme uz biomateriālu kopumā un it īpaši uz mikroorganismiem ir atkarīga no daudziem vides faktoriem un no dzīvo vielu stāvokļa, un patiesībā to ir diezgan grūti paredzēt.
SSTU nodaļā tika veikti eksperimenti ar titāna intraosezālo zobu implantu tīrīšanu dažādos darba šķīdumos.
Izstrādājumu tīrīšana ir efektīvāka, jo tuvāk tie atrodas emitētāja izstarojošajai virsmai. Ar attālumu no emitētāja ultraskaņas vibrāciju intensitāte mainās pa idealizētu līkni. Labākais rezultāts tika iegūts ar intensitāti 16 W / cm2 krāna un rūpnieciskajā ūdenī 50 + 5 ° C temperatūrā ar sulfanola koncentrāciju 0,25% ar ultraskaņas laiku 5-10 minūtes (2.1. Att.). Skaņotie izstrādājumi atradās ne tālāk kā 10 mm attālumā no izstarojošās virsmas.
Attēls: 2.1. Grafiks par produktu piesārņojuma atkarību no skaņas laika pie vibrācijas intensitātes 16 W / cm2
Tādējādi saskaņā ar eksperimentiem intensitātes palielināšanās no 0,4 līdz 16 W / cm2 dod tīrīšanas kvalitātes uzlabošanos (2.2. Att.), Bet 100% produktu sterilizācija netiek panākta nevienā režīmā.
Attēls: 2.2. Ultraskaņas sterilizācijas efekta atkarības no ultraskaņas intensitātes grafiks.