השפעת אולטרסאונד על תאי בעלי חיים וצמחים

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

קוויטציה בסביבה היא הסיבה העיקרית להשפעה ההרסנית של אולטרסאונד על מיקרואורגניזמים. אם היווצרות הבועות דוכאה על ידי הגברת הלחץ החיצוני, אז ההשפעה ההרסנית על פרוטוזואה ירדה. הקרע הכמעט מיידי של עצמים בשדה האולטרסאונד נגרם על ידי בועות אוויר או פחמן דו חמצני בתאי צמחים הכלואים בתוך האורגניזמים הללו.

זה מראה שהפרשי לחצים גדולים הנוצרים במהלך הקוויטציה מובילים לקרע של ממברנות תאים ואורגניזמים קטנים שלמים. השפעת האולטרסאונד על סוגים שונים של פטריות נחקרה פעמים רבות. אז, אולטרסאונד משמש בהצלחה בפיטופתולוגיה. על זרעי סלק סוכר נגועים באופן טבעי ב-Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. או Fusarium sp., אפשר היה להשמיד את הפטריות והחיידקים האלה הרבה יותר טוב על ידי הקרנה קצרת טווח עם אולטרסאונד במים מאשר אפשר לעשות עם תחריט. הקרנת זרעים באולטרסאונד במהלך ההלבשה משפרת משמעותית את ההשפעה של חומר קוטל פטריות או חיידקים. הסיבה, ככל הנראה, היא שרטט קול מגביר את קצב הדיפוזיה של המים והחומרים המומסים בהם דרך ממברנות תאי הצמח, מה שמשיג השפעה מהירה יותר על פטריות וחיידקים.

לאולטרסאונד יש גם השפעה שלילית על תאים בודדים של אורגניזמים גבוהים יותר. בעת הקרנת תאי דם אדומים (אריתרוציטים), נצפו הדברים הבאים: הם איבדו את צורתם המקורית ונמתחו; במקביל, שינוי הצבע שלהם התרחש (כתוצאה מהמוליזה). לאחר הקרנה נוספת, הם לבסוף נקרעו והתפוררו לכדורים קטנים נפרדים רבים.

כבר בשנת 1928, נקבע כי חיידקים זוהרים מושמדים באולטרסאונד. בשנים שלאחר מכן פורסמו מספר רב של עבודות על השפעת גלים קוליים על חיידקים ווירוסים. יחד עם זאת, התברר שהתוצאות יכולות להיות מגוונות מאוד: מצד אחד נצפתה צבירה מוגברת, אובדן ארסיות או מוות מוחלט של חיידקים, מצד שני צוינה גם השפעה הפוכה - עליה ב מספר האנשים בר-קיימא. זה האחרון מתרחש לעתים קרובות במיוחד לאחר הקרנה קצרת טווח וניתן להסביר אותו בעובדה שבמהלך הקרנה קצרת טווח, קודם כל, מתרחשת הפרדה מכנית של הצטברויות של תאי חיידקים, שבגללה כל תא בודד מולידה מושבה חדשה.

נמצא כי מוטות טיפוס הבטן נהרגים לחלוטין על ידי אולטרסאונד בתדירות של 4, 6 מגה-הרץ, בעוד שסטפילוקוק וסטרפטוקוק נפגעים רק באופן חלקי. עם מותם של חיידקים, התמוססות שלהם מתרחשת בו-זמנית, כלומר, הרס של מבנים מורפולוגיים, כך שלאחר פעולת האולטרסאונד, לא רק שמספר המושבות בתרבית נתונה יורד, אלא שספירת מספר הפרטים מגלה ירידה ב צורות שמורות מורפולוגית של חיידקים. כאשר מוקרנים באולטרסאונד בתדר של 960 קילו-הרץ, חיידקים בגודל של 20-75 מיקרומטר מושמדים הרבה יותר מהר ושלמות יותר מאשר חיידקים בגודל של 8-12 מיקרומטר [23].

במכון המחקר המרכזי של מוסקבה לטראומה ואורתופדיה על שם V. I. NN Priorov ערך מחקר [24] על ההשפעה של קוויטציה קולית בתדירות נמוכה על הפעילות החיונית של זנים שונים של סטפילוקוקוס. בניסויים במבחנה התקבלו התוצאות הבאות.הטיפול האולטראסוני בוצע בטמפרטורה של 32 מעלות צלזיוס באמצעות מפורר קולי מבית MSE (בריטניה), בעל הפרמטרים הטכניים הבאים: הספק 150 W, תדר רטט 20 קילו-הרץ, משרעת 55 מיקרומטר. זמן החשיפה היה 1, 2, 5 אינץ' 7, 10 דקות. עבור כל חשיפה, נעשה שימוש בבקבוקונים נפרדים עם 5 מ"ל תרחיף מיקרואורגניזמים המכילים 2500 גופים מיקרוביאליים ב-1 מ"ל של נוזל. של המדיום מיד לאחר הטיפול האולטראסוני לא רק שלא נחלשים, אך בחשיפה מסוימת של צלילים (1-3 דקות) הוא אפילו מתעצם מעט. היו חסרי משמעות וכמעט לא היו שונים מהבקרה. השפעת האולטרסאונד על מיקרואורגניזמים עשויה להופיע ^ לא מיד, אלא לאחר זמן מה, הכרחית עבור התפתחות של הפרעות מטבוליות בתאים, לפיכך, חיסון סטפילוקוקוס על חומרי הזנה מוצקים נחקרה 24, 36 ו-48 שעות לאחר אולטרסאונד לפני הזריעה על צלחות פטרי, זני סטפילוקוקוס טופחו. ובמבחנות עם מרק בתרמוסטט ב-37 מעלות צלזיוס. נמצא כי לאחר 24 ו-36 שעות לאחר טיפול אולטראסוני, מספר המושבות הגדלות של סטפילוקוקוס יורד בהשוואה לבקרה, קצב הזריעה של סטפילוקוק עומד ביחס הפוך לזמן ההשמעה של מיקרואורגניזמים. לאחר 7-10 דקות של סוניציה, הזריעה לא נתנה שום צמיחה, או שמושבות בודדות שאינן אופייניות לסטפילוקוקוס צמחו על צלחות פטרי. לאחר 48 שעות, ההשפעה המעכבת של אולטרסאונד הייתה בולטת יותר והתבטאה בירידה נוספת בזריעת מיקרואורגניזמים בכל החשיפות.

מחקר על רגישותם של מיקרואורגניזמים שנשמעו לפעולה של כמה אנטיביוטיקה וחומרי חיטוי הראה כי ב-8 מתוך 13 תרופות בשימוש, הריכוז המעכב המינימלי לאחר טיפול אולטראסוני בסטפילוקוק ירד פי 2-4. זה מצביע על כדאיות השימוש המשולב ברעידות קוליות בתדירות נמוכה ופתרונות אנטיבקטריאליים להשפעה יעילה יותר על התא המיקרוביאלי [7, 10].

ההשפעה ההרסנית של גלים קוליים תלויה בריכוז ההשעיה החיידקית. בתרחיף עבה מדי ולכן צמיג מאוד, לא נצפה הרס של חיידקים, אלא ניתן לציין רק חימום. לזנים שונים מאותו מין חיידקים עשויים להיות עמדות שונות לחלוטין כלפי הקרנת אולטרסאונד [11].

לפיכך, אנו יכולים להסיק כי השפעת האולטרסאונד על חומר ביולוגי בכלל ומיקרואורגניזמים, בפרט, תלויה בגורמים סביבתיים רבים ובמצב החומר החי, ובמציאות די קשה לחזות.

במחלקה של SSTU בוצעו ניסויים בניקוי אולטראסוני של שתלים דנטליים תוך-אוסזויים טיטניום בפתרונות עבודה שונים.

ניקוי המוצרים יעיל יותר, ככל שהם קרובים יותר למשטח הפולט של הפולט. עם המרחק מהפולט, עוצמת הרעידות האולטראסוניות משתנה לאורך עקומה אידיאלית. התוצאה הטובה ביותר התקבלה בעוצמה של 16 W / cm2 במים תעשייתיים וברזים ב-50 + 5 מעלות צלזיוס עם ריכוז סולפנול של 0.25% עם זמן קולי של 5-10 דקות (איור 2.1). המוצרים שעברו צלילים אותרו במרחק של לא יותר מ-10 מ מ מהמשטח הפולט.

לפיכך, על פי הניסויים, עלייה בעוצמה מ-0.4 ל-16 W/cm2 נותנת שיפור באיכות הניקוי (איור 2.2), אך 100% עיקור של מוצרים לא מושגת בשום מצב.