ผลของอัลตราซาวนด์ต่อเซลล์สัตว์และพืช

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

การเกิดโพรงอากาศในสิ่งแวดล้อมเป็นสาเหตุหลักของการทำลายล้างของอัลตราซาวนด์ต่อจุลินทรีย์ หากการก่อตัวของฟองอากาศถูกระงับโดยการเพิ่มแรงดันภายนอก ผลการทำลายของโปรโตซัวจะลดลง การแตกของวัตถุในสนามอัลตราซาวนด์เกือบจะในทันทีเกิดจากฟองอากาศหรือคาร์บอนไดออกไซด์ในเซลล์พืชที่ติดอยู่ภายในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

นี่แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างของแรงดันขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นระหว่างการเกิดโพรงอากาศทำให้เกิดการแตกของเยื่อหุ้มเซลล์และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กทั้งหมด มีการศึกษาผลกระทบของอัลตราซาวนด์ต่อเชื้อราประเภทต่างๆ หลายครั้ง ดังนั้นอัลตราซาวนด์จึงถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในด้านพฤกษศาสตร์ สำหรับเมล็ดบีทรูทที่ติดเชื้อโดยธรรมชาติด้วย Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. หรือ Fusarium sp. สามารถทำลายเชื้อราและแบคทีเรียเหล่านี้ได้ดีกว่ามากโดยการฉายรังสีระยะสั้นด้วยอัลตราซาวนด์ในน้ำมากกว่าที่จะทำได้ด้วยการแกะสลัก การฉายรังสีของเมล็ดด้วยอัลตราซาวนด์ในระหว่างการแต่งกายช่วยเพิ่มผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราหรือสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย เห็นได้ชัดว่าเหตุผลก็คือการสั่นสะเทือนของเสียงจะเพิ่มอัตราการแพร่ของน้ำและสารที่ละลายในนั้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์พืช ซึ่งส่งผลต่อเชื้อราและแบคทีเรียได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

อัลตราซาวนด์ยังมีผลเสียต่อเซลล์แต่ละเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น เมื่อฉายรังสีเซลล์เม็ดเลือดแดง (เม็ดเลือดแดง) จะสังเกตเห็นสิ่งต่อไปนี้: พวกเขาสูญเสียรูปร่างเดิมและยืดออก ในเวลาเดียวกันการเปลี่ยนสีเกิดขึ้น (อันเป็นผลมาจากภาวะเม็ดเลือดแดงแตก) หลังจากการฉายรังสีเพิ่มเติม ในที่สุดพวกมันก็แตกออกและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยแยกจากกัน

ในปีพ. ศ. 2471 พบว่าแบคทีเรียเรืองแสงถูกทำลายโดยอัลตราซาวนด์ ในปีถัดมา มีการเผยแพร่ผลงานจำนวนมากเกี่ยวกับผลกระทบของคลื่นอัลตราโซนิกต่อแบคทีเรียและไวรัส ในเวลาเดียวกัน ปรากฏว่าผลลัพธ์อาจมีความหลากหลายมาก: ในด้านหนึ่งพบว่ามีการเกาะติดกันเพิ่มขึ้น สูญเสียความรุนแรงหรือการเสียชีวิตอย่างสมบูรณ์ของแบคทีเรีย ในทางกลับกัน ผลตรงกันข้ามก็สังเกตเห็นเช่นกัน - เพิ่มขึ้น จำนวนบุคคลที่ทำงานได้ หลังเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งบ่อยครั้งหลังจากการฉายรังสีในระยะสั้นและสามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการฉายรังสีระยะสั้นประการแรกการแยกทางกลของการสะสมของเซลล์แบคทีเรียเกิดขึ้นเนื่องจากการที่เซลล์แต่ละเซลล์ก่อให้เกิดอาณานิคมใหม่

พบว่าแท่งไทฟอยด์ถูกอัลตราซาวนด์ฆ่าตายอย่างสมบูรณ์ด้วยความถี่ 4, 6 MHz ในขณะที่ Staphylococci และ Streptococci ได้รับความเสียหายเพียงบางส่วนเท่านั้น เมื่อแบคทีเรียตายการละลายจะเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันเช่นการทำลายโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาดังนั้นหลังจากการกระทำของอัลตราซาวนด์จำนวนอาณานิคมในวัฒนธรรมที่กำหนดไม่เพียง แต่ลดลงเท่านั้น แต่การนับจำนวนบุคคลพบว่าลดลง รูปแบบของแบคทีเรียที่เก็บรักษาไว้ทางสัณฐานวิทยา เมื่อฉายรังสีอัลตราซาวนด์ที่ความถี่ 960 kHz แบคทีเรียที่มีขนาด 20–75 µm จะถูกทำลายได้เร็วกว่าและสมบูรณ์กว่าแบคทีเรียที่มีขนาด 8–12 µm [23]

ที่สถาบันวิจัยการบาดเจ็บและศัลยกรรมกระดูกกลางกรุงมอสโก ตั้งชื่อตาม V. I. NN Priorov ดำเนินการวิจัย [24] เกี่ยวกับผลของคาวิเทชั่นอัลตราโซนิกความถี่ต่ำต่อกิจกรรมที่สำคัญของเชื้อสแตฟิโลคอคคัสสายพันธุ์ต่างๆ ในการทดลองในหลอดทดลอง ได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้การบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงดำเนินการที่อุณหภูมิ 32 ° C โดยใช้เครื่องแยกส่วนอัลตราโซนิกจาก MSE (บริเตนใหญ่) ซึ่งมีพารามิเตอร์ทางเทคนิคดังต่อไปนี้: กำลัง 150 W, ความถี่การสั่นสะเทือน 20 kHz, แอมพลิจูด 55 μm เวลาในการสัมผัสคือ 1, 2, 5 "7, 10 นาที สำหรับแต่ละการสัมผัส แยกขวดที่มีสารแขวนลอยจุลินทรีย์ 5 มล. ที่มีจุลินทรีย์ 2500 ตัวในของเหลว 1 มล. ของตัวกลางทันทีหลังจากการรักษาด้วยอัลตราโซนิกไม่เพียง อ่อนตัวลงแต่เมื่อได้รับเสียงบางส่วน (1-3 นาที) แม้จะเข้มขึ้นเล็กน้อยก็ตาม ไม่มีนัยสำคัญและแทบไม่แตกต่างจากการควบคุมเลย ผลของอัลตราซาวนด์ต่อจุลินทรีย์อาจปรากฏขึ้น ^ ไม่ได้ในทันที แต่หลังจากนั้นไม่นาน จำเป็นสำหรับ การพัฒนาความผิดปกติของเมตาบอลิซึมในเซลล์ จึงมีการศึกษาการเพาะเชื้อ Staphylococcus บนอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของแข็ง 24, 36 และ 48 ชั่วโมงหลังอัลตราซาวนด์ ก่อนหว่านในจานเพาะเชื้อ ได้มีการเพาะเลี้ยงเชื้อ Staphylococcus สายพันธุ์ sonicated และในหลอดทดลองที่มีน้ำซุปในเทอร์โมสตัทที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส พบว่าหลังจาก 24 และ 36 ชั่วโมงหลังการรักษาด้วยอัลตราโซนิก จำนวนโคโลนีที่โตของเชื้อ Staphylococci เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมลดลง อัตราการเพาะของเชื้อ Staphylococcus จะแปรผกผันกับเวลาที่ทำให้เกิดเสียงของจุลินทรีย์ หลังจากโซนิเคชั่น 7-10 นาที การเพาะอาจไม่เติบโต หรือโคโลนีเดี่ยวที่ไม่ปกติสำหรับสแตไฟโลคอคคัสเติบโตบนจานเพาะเชื้อ หลังจากผ่านไป 48 ชั่วโมง ผลการยับยั้งของอัลตราซาวนด์จะเด่นชัดมากขึ้น และแสดงออกด้วยการลดลงอีกในการเพาะจุลินทรีย์ในทุกการสัมผัส

การศึกษาความไวของจุลินทรีย์ที่ได้ยินต่อการกระทำของยาปฏิชีวนะและยาฆ่าเชื้อบางชนิด พบว่าในยา 8 ใน 13 ตัวที่ใช้ ความเข้มข้นต่ำสุดในการยับยั้งหลังการรักษาด้วยอัลตราโซนิกของ Staphylococcus ลดลง 2-4 เท่า สิ่งนี้บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของการใช้การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกความถี่ต่ำและสารละลายต้านแบคทีเรียร่วมกันเพื่อให้มีผลกับเซลล์จุลินทรีย์อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น [7, 10]

ผลการทำลายล้างของคลื่นอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารแขวนลอยของแบคทีเรีย ในสารแขวนลอยที่หนาเกินไปและดังนั้นจึงมีความหนืดสูงจึงไม่สังเกตเห็นการทำลายของแบคทีเรีย แต่สามารถสังเกตได้เฉพาะความร้อนเท่านั้น แบคทีเรียสายพันธุ์เดียวกันที่แตกต่างกันอาจมีทัศนคติที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงต่อการฉายรังสีอัลตราซาวนด์ [11]

ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าผลของอัลตราซาวนด์ต่อวัสดุชีวภาพโดยทั่วไปและโดยเฉพาะอย่างยิ่งจุลินทรีย์ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลายประการและสถานะของสิ่งมีชีวิต และในความเป็นจริง มันค่อนข้างยากที่จะทำนาย

การทดลองเกี่ยวกับการทำความสะอาดอัลตราโซนิกของรากฟันเทียมแบบฝังในรากฟันเทียมไททาเนียมในการแก้ปัญหาการทำงานต่างๆ ได้ดำเนินการที่แผนก SSTU

การทำความสะอาดผลิตภัณฑ์ยิ่งมีประสิทธิภาพ ยิ่งใกล้กับพื้นผิวเปล่งแสงของอีซีแอล ด้วยระยะห่างจากอีซีแอล ความเข้มของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกจะเปลี่ยนไปตามเส้นโค้งในอุดมคติ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดคือความเข้มข้น 16 W / cm2 ในน้ำประปาและน้ำอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิ 50 + 5 ° C โดยมีความเข้มข้นของซัลฟานอล 0.25% โดยใช้เวลา sonication 5-10 นาที (รูปที่ 2.1) ผลิตภัณฑ์ sonicated ตั้งอยู่ที่ระยะห่างไม่เกิน 10 มม. จากพื้นผิวที่เปล่งแสง

ดังนั้นจากการทดลอง การเพิ่มความเข้มจาก 0.4 เป็น 16 W / cm2 ทำให้คุณภาพการทำความสะอาดดีขึ้น (รูปที่ 2.2) แต่การฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ 100% ไม่สามารถทำได้ในโหมดใดๆ