Pengaruh ultrasound pada sel haiwan dan tumbuhan

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Peronggaan dalam persekitaran adalah sebab utama untuk kesan merosakkan ultrasound pada mikroorganisma. Jika pembentukan buih ditindas dengan meningkatkan tekanan luaran, maka kesan pemusnahan pada protozoa berkurangan. Pecah hampir serta-merta objek dalam medan ultrasound disebabkan oleh gelembung udara atau karbon dioksida dalam sel tumbuhan yang terperangkap di dalam organisma ini.

Ini menunjukkan bahawa perbezaan tekanan besar yang timbul semasa peronggaan membawa kepada pecahnya membran sel dan keseluruhan organisma kecil. Kesan ultrasound pada pelbagai jenis kulat telah dikaji berkali-kali. Jadi, ultrasound berjaya digunakan dalam fitopatologi. Pada biji bit gula yang dijangkiti secara semula jadi dengan Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. atau Fusarium sp., adalah mungkin untuk memusnahkan kulat dan bakteria ini dengan lebih baik melalui penyinaran jangka pendek dengan ultrasound dalam air daripada yang mungkin dilakukan dengan etsa. Penyinaran benih dengan ultrasound semasa pembalut dengan ketara meningkatkan kesan bahan racun kulat atau bakteria. Sebabnya, nampaknya, ialah getaran bunyi meningkatkan kadar resapan air dan bahan-bahan yang terlarut di dalamnya melalui membran sel tumbuhan, yang mencapai kesan yang lebih cepat pada kulat dan bakteria.

Ultrasound juga mempunyai kesan negatif pada sel individu organisma yang lebih tinggi. Apabila menyinari sel darah merah (eritrosit), perkara berikut diperhatikan: mereka kehilangan bentuk asalnya dan meregang; pada masa yang sama, perubahan warna mereka berlaku (akibat hemolisis). Selepas penyinaran lanjut, mereka akhirnya pecah dan hancur menjadi banyak bola kecil yang berasingan.

Sudah pada tahun 1928, telah ditubuhkan bahawa bakteria bercahaya dimusnahkan oleh ultrasound. Pada tahun-tahun berikutnya, sejumlah besar karya diterbitkan mengenai kesan gelombang ultrasonik pada bakteria dan virus. Pada masa yang sama, ternyata hasilnya boleh menjadi sangat pelbagai: dalam satu pihak, peningkatan aglutinasi, kehilangan virulensi atau kematian bakteria yang lengkap diperhatikan, sebaliknya, kesan sebaliknya juga diperhatikan - peningkatan dalam bilangan individu yang berdaya maju. Yang terakhir berlaku terutamanya selepas penyinaran jangka pendek dan boleh dijelaskan oleh fakta bahawa semasa penyinaran jangka pendek, pertama sekali, pemisahan mekanikal pengumpulan sel bakteria berlaku, kerana setiap sel individu menimbulkan koloni baru.

Didapati bahawa rod kepialu dibunuh sepenuhnya oleh ultrasound dengan frekuensi 4, 6 MHz, manakala staphylococci dan streptokokus hanya rosak sebahagiannya. Dengan kematian bakteria, pembubaran mereka berlaku serentak, iaitu, pemusnahan struktur morfologi, supaya selepas tindakan ultrasound, bukan sahaja bilangan koloni dalam budaya tertentu berkurangan, tetapi mengira bilangan individu mendedahkan penurunan dalam bentuk bakteria yang diawet secara morfologi. Apabila disinari dengan ultrasound pada frekuensi 960 kHz, bakteria dengan saiz 20–75 µm dimusnahkan lebih cepat dan lebih lengkap daripada bakteria dengan saiz 8–12 µm [23].

Di Institut Penyelidikan Pusat Traumatologi dan Ortopedik Moscow yang dinamakan sempena V. I. NN Priorov menjalankan penyelidikan [24] tentang kesan peronggaan ultrasonik frekuensi rendah pada aktiviti penting pelbagai strain staphylococcus. Dalam eksperimen in vitro, keputusan berikut diperolehi. Rawatan ultrasonik dijalankan pada suhu 32 ° C menggunakan disintegrator ultrasonik dari MSE (Great Britain), yang mempunyai parameter teknikal berikut: kuasa 150 W, frekuensi getaran 20 kHz, amplitud 55 μm. Masa pendedahan ialah 1, 2, 5 "7, 10 minit. Bagi setiap pendedahan, botol berasingan dengan 5 ml penggantungan mikroorganisma yang mengandungi 2500 badan mikrob dalam 1 ml cecair telah digunakan. daripada medium serta-merta selepas rawatan ultrasonik bukan sahaja tidak lemah, tetapi pada beberapa pendedahan bunyi (1-3 min) walaupun sedikit meningkat. adalah tidak ketara dan hampir tidak berbeza daripada kawalan. Kesan ultrasound pada mikroorganisma mungkin muncul ^ tidak serta-merta, tetapi selepas beberapa ketika, diperlukan untuk perkembangan gangguan metabolik dalam sel, oleh itu, inokulasi staphylococcus pada media nutrien pepejal telah dikaji 24, 36, dan 48 jam selepas ultrasound Sebelum menyemai pada piring Petri, strain sonicated staphylococcus telah ditanam dan dalam tabung uji dengan sup dalam termostat pada 37 ° C. Didapati bahawa selepas 24 dan 36 jam selepas rawatan ultrasonik, bilangan koloni staphylococci yang tumbuh berbanding dengan kawalan berkurangan, kadar pembenihan staphylococcus adalah berkadar songsang dengan masa bunyi mikroorganisma. Selepas 7-10 minit sonikasi, pembenihan sama ada tidak memberikan sebarang pertumbuhan, atau koloni tunggal yang tidak tipikal untuk staphylococcus tumbuh pada hidangan Petri. Selepas 48 jam, kesan perencatan ultrabunyi lebih ketara dan nyata dalam penurunan selanjutnya dalam pembenihan mikroorganisma pada semua pendedahan.

Kajian tentang sensitiviti mikroorganisma yang berbunyi terhadap tindakan beberapa antibiotik dan antiseptik menunjukkan bahawa dalam 8 daripada 13 ubat yang digunakan, kepekatan perencatan minimum selepas rawatan ultrasonik staphylococcus menurun 2-4 kali. Ini menunjukkan kemungkinan penggunaan gabungan getaran ultrasonik frekuensi rendah dan penyelesaian antibakteria untuk kesan yang lebih berkesan pada sel mikrob [7, 10].

Kesan merosakkan gelombang ultrasonik bergantung kepada kepekatan penggantungan bakteria. Dalam penggantungan yang terlalu tebal dan, oleh itu, sangat likat, tiada pemusnahan bakteria diperhatikan, tetapi hanya pemanasan boleh diperhatikan. Strain yang berbeza dari spesies bakteria yang sama mungkin mempunyai sikap yang sama sekali berbeza terhadap penyinaran ultrasound [11].

Oleh itu, kita boleh menyimpulkan bahawa kesan ultrasound pada biomaterial secara umum dan mikroorganisma, khususnya, bergantung kepada banyak faktor persekitaran dan pada keadaan bahan hidup, dan pada hakikatnya ia agak sukar untuk diramalkan.

Eksperimen pada pembersihan ultrasonik implan pergigian intraosseous titanium dalam pelbagai penyelesaian kerja telah dijalankan di jabatan SSTU.

Pembersihan produk adalah lebih cekap, lebih dekat dengan permukaan pemancar pemancar. Dengan jarak dari pemancar, keamatan getaran ultrasonik berubah sepanjang lengkung yang ideal. Hasil terbaik diperolehi pada keamatan 16 W / cm2 dalam paip dan air industri pada 50 + 5 ° C dengan kepekatan sulfanol 0.25% dengan masa sonikasi 5-10 minit (Rajah 2.1). Produk sonicated terletak pada jarak tidak lebih daripada 10 mm dari permukaan pemancar.

Oleh itu, menurut eksperimen, peningkatan dalam keamatan daripada 0.4 ke 16 W / cm2 memberikan peningkatan dalam kualiti pembersihan (Rajah 2.2), tetapi pensterilan 100% produk tidak dicapai dalam sebarang mod.