Kavitacija u okolišu glavni je razlog destruktivnog učinka ultrazvuka na mikroorganizme. Ako je stvaranje mjehurića suzbijeno povećanjem vanjskog tlaka, tada se destruktivni učinak na protozoe smanjio. Gotovo trenutna ruptura predmeta u ultrazvučnom polju nastala je zbog mjehurića zraka ili ugljičnog dioksida u biljnim stanicama zarobljenim unutar ovih organizama.
To pokazuje da velike razlike u tlaku koje nastaju tijekom kavitacije dovode do pucanja staničnih membrana i čitavih malih organizama. Učinak ultrazvuka na razne vrste gljivica proučavan je više puta. Dakle, ultrazvuk se uspješno koristi u fitopatologiji. Na sjemenkama šećerne repe prirodno su zaražene Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. ili Fusarium sp., bilo je moguće mnogo bolje uništiti ove gljivice i bakterije kratkotrajnim ozračivanjem ultrazvukom u vodi nego što je to moguće jetkanjem. Zračenje sjemena ultrazvukom tijekom jetkanja značajno pojačava učinak fungicidne ili baktericidne tvari. Očigledno, razlog je taj što zvučne vibracije povećavaju brzinu difuzije vode i tvari otopljenih u njoj kroz membrane biljnih stanica,čime se postiže brže djelovanje na gljivice i bakterije.
Ultrazvuk također ima negativan učinak na pojedine stanice viših organizama. Pri ozračivanju crvenih krvnih stanica (eritrociti) primijećeno je sljedeće: izgubili su svoj izvorni oblik i istezali su se; u ovom slučaju došlo je do njihove promjene boje (kao posljedica hemolize). Daljnjim zračenjem konačno su se raspadali i raspadali u mnogo zasebnih malih kuglica.
Već 1928. ustanovljeno je da se svjetlosnim bakterijama uništava ultrazvukom. U sljedećim godinama objavljen je veliki broj radova o utjecaju ultrazvučnih valova na bakterije i viruse. Istodobno se pokazalo da bi rezultati mogli biti vrlo raznoliki: s jedne strane, došlo je do povećane aglutinacije, gubitka virulencije ili potpune smrti bakterija, s druge strane, primijećen je i suprotan učinak - porast broja održivih jedinki. Potonje se javlja često nakon kratkotrajnog ozračivanja i može se objasniti činjenicom da tijekom kratkotrajnog zračenja, prije svega, dolazi do mehaničkog odvajanja akumulacija bakterijskih stanica, zbog čega svaka pojedina stanica stvara novu koloniju.
Utvrđeno je da se štapić za tifus potpuno uništava ultrazvukom s frekvencijom od 4,6 MHz, dok su stafilokoki i streptokoki samo djelomično oštećeni. Kada bakterije umiru, dolazi do njihovog otapanja istovremeno, odnosno uništavanja morfoloških struktura, tako da se nakon djelovanja ultrazvuka ne smanjuje samo broj kolonija u određenoj kulturi, već brojeći broj jedinki otkriva smanjenje morfološki sačuvanih oblika bakterija. Pri zračenju ultrazvukom na frekvenciji od 960 kHz, bakterije veličine 20–75 µm uništavaju se mnogo brže i potpunije od bakterija veličine 8–12 µm [23].
Na Moskovskom središnjem znanstveno-istraživačkom institutu za traumatologiju i ortopediju nazvanu po V. I. NN Priorov proveo je istraživanje [24] o utjecaju niskofrekventne ultrazvučne kavitacije na vitalnu aktivnost različitih sojeva stafilokoka. U eksperimentima in vitro dobiveni su sljedeći rezultati. Ultrazvučna obrada provedena je na temperaturi od 32 ° C pomoću ultrazvučnog dezintegratora iz MSE (Velika Britanija) sa sljedećim tehničkim parametrima: snaga 150 W, vibracijska frekvencija 20 kHz, amplituda 55 µm. Vrijeme izloženosti bilo je 1, 2, 5 "7, 10 minuta. Za svaku izloženost korištene su zasebne bočice s 5 ml suspenzije mikroorganizama koji su sadržavali 2500 mikrobnih tijela u 1 ml tekućine. Rezultati istraživanja pokazali su dada sposobnost mikroorganizama da se razmnožavaju prilikom sjetve na krute hranjive podloge neposredno nakon ultrazvučne obrade ne samo da nije oslabljena, već se kod nekih izloženosti soniciranju (1-3 min) čak i malo povećava. U isto vrijeme, kada je stafilokok soniran 5, 7 i 10 minuta, promjene u broju uzgojenih kolonija na agarskoj površini u Petrijevim posudama bile su neznatne i gotovo se nisu razlikovale od kontrole. Učinak ultrazvuka na mikroorganizme može se očitovati ^ ne odmah, ali nakon nekog vremena, neophodnog za razvoj metaboličkih poremećaja u stanicama, stoga je sjetva stafilokoka na čvrste hranjive podloge proučena 24, 36 i 48 sati nakon ultrazvučne obrade. Prije prelijevanja na Petrijeve posude, sonirani stafilokokni sojevi uzgajani su u epruvetama s juhom u termostatu na 37 ° C. Nađen,da se u 24 i 36 sati nakon ultrazvučne obrade smanjuje broj odraslih kolonija stafilokoka u usporedbi s kontrolom, stopa zasijavanja stafilokoka obrnuto je proporcionalna vremenu sondiranja mikroorganizama. Nakon 7-10 minuta sondiranja, sjeme nije dalo nikakav rast ili su pojedine kolonije, tipične za stafilokok, narasle na petrijevim posudama. Nakon 48 sati, inhibicijski učinak ultrazvuka bio je izraženiji i očitovao se u daljnjem smanjenju izlijevanja mikroorganizama na svim izloženjima. Nakon 7-10 minuta sondiranja, sjeme nije dalo nikakav rast ili su pojedine kolonije, tipične za stafilokok, narasle na petrijevim posudama. Nakon 48 sati, inhibicijski učinak ultrazvuka bio je izraženiji i očitovao se u daljnjem smanjenju izlijevanja mikroorganizama na svim izloženjima. Nakon 7-10 minuta sondiranja, sjeme nije dalo nikakav rast ili su pojedine kolonije, tipične za stafilokok, narasle na petrijevim posudama. Nakon 48 sati, inhibicijski učinak ultrazvuka bio je izraženiji i očitovao se u daljnjem smanjenju izlijevanja mikroorganizama na svim izloženjima.
Ispitivanje osjetljivosti ozvučenih mikroorganizama na djelovanje određenih antibiotika i antiseptika pokazalo je da je u 8 od 13 korištenih lijekova najmanja inhibicijska koncentracija nakon ultrazvučnog liječenja stafilokoka smanjena 2-4 puta. To ukazuje na preporučljivost kombinirane uporabe niskofrekventnih ultrazvučnih vibracija i antibakterijskih otopina za učinkovitiji utjecaj na mikrobnu stanicu [7, 10].
Destruktivni učinak ultrazvučnih valova ovisi o koncentraciji bakterijske suspenzije. Kod previše guste i, dakle, vrlo viskozne suspenzije ne opaža se uništavanje bakterija, već se primjećuje samo zagrijavanje. Različiti sojevi iste vrste bakterija mogu imati potpuno različite stavove prema ultrazvučnom zračenju [11].
Promotivni video:
Stoga možemo zaključiti da utjecaj ultrazvuka na biomaterijal općenito i mikroorganizme posebno ovisi o mnogim čimbenicima okoliša i stanju žive materije, a u stvarnosti je to vrlo teško predvidjeti.
Na odjelu SSTU provedeni su pokusi ultrazvučnog čišćenja zubnih implantata od titana u različitim radnim otopinama.
Čišćenje proizvoda je učinkovitije, što je bliže površini odašiljača. Udaljenost od emiter, intenzitet ultrazvučnih vibracija mijenja se duž idealizirane krivulje. Najbolji je rezultat dobiven pri intenzitetu 16 W / cm2 u slavini i industrijskoj vodi pri 50 + 5 ° C s koncentracijom sulfanola od 0,25% s vremenom ultrazvuka od 5-10 minuta (Sl. 2.1). Zvučni proizvodi nalaze se na udaljenosti ne većoj od 10 mm od površine zračenja.
Lik: 2.1. Grafikon ovisnosti onečišćenja proizvoda o vremenu sondiranja pri intenzitetu vibracija od 16 W / cm2
Prema tome, prema eksperimentima, povećanje intenziteta s 0,4 na 16 W / cm2 poboljšava kvalitetu čišćenja (Sl. 2.2), ali 100% sterilizacija proizvoda nije postignuta ni na koji način.
Lik: 2.2. Grafikon ovisnosti sterilizacijskog učinka ultrazvuka o intenzitetu ultrazvuka.