ულტრაბგერის გავლენა ცხოველთა და მცენარეულ უჯრედებზე

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

გარემოში კავიტაცია არის მიკროორგანიზმებზე ულტრაბგერის დესტრუქციული ზემოქმედების მთავარი მიზეზი. თუ ბუშტების წარმოქმნა აღიკვეთა გარეგანი წნევის გაზრდით, მაშინ პროტოზოებზე დესტრუქციული ეფექტი შემცირდა. ულტრაბგერითი ველში ობიექტების თითქმის მყისიერი რღვევა გამოწვეული იყო ჰაერის ბუშტებით ან ნახშირორჟანგით მცენარეულ უჯრედებში, რომლებიც ამ ორგანიზმებში იყო ჩარჩენილი.

ეს გვიჩვენებს, რომ კავიტაციის დროს წარმოქმნილი წნევის დიდი განსხვავებები იწვევს უჯრედის მემბრანების და მთლიანი მცირე ორგანიზმების რღვევას. ულტრაბგერის მოქმედება სხვადასხვა ტიპის სოკოებზე არაერთხელ იქნა შესწავლილი. ასე რომ, ულტრაბგერა წარმატებით გამოიყენება ფიტოპათოლოგიაში. შაქრის ჭარხლის თესლებზე ბუნებრივად ინფიცირებულ Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. ან Fusarium sp., ამ სოკოების და ბაქტერიების განადგურება ბევრად უკეთესად შეიძლებოდა წყალში ულტრაბგერითი მოკლევადიანი დასხივებით, ვიდრე ეს შესაძლებელი იყო აკრავისას. თესლის ულტრაბგერითი დასხივება ჩაცმის დროს მნიშვნელოვნად აძლიერებს ფუნგიციდური ან ბაქტერიციდული ნივთიერების ეფექტს. მიზეზი, როგორც ჩანს, არის ის, რომ ხმის ვიბრაცია ზრდის წყლისა და მასში გახსნილი ნივთიერებების დიფუზიის სიჩქარეს მცენარეთა უჯრედების მემბრანების მეშვეობით, რაც უფრო სწრაფ ეფექტს აღწევს სოკოებსა და ბაქტერიებზე.

ულტრაბგერა ასევე უარყოფითად მოქმედებს უმაღლესი ორგანიზმების ცალკეულ უჯრედებზე. სისხლის წითელი უჯრედების (ერითროციტების) დასხივებისას დაფიქსირდა შემდეგი: დაკარგეს პირვანდელი ფორმა და დაჭიმეს; ამავდროულად მოხდა მათი გაუფერულება (ჰემოლიზის შედეგად). შემდგომი დასხივების შემდეგ, ისინი საბოლოოდ გასკდნენ და დაიშალნენ მრავალ ცალკეულ პატარა ბურთებად.

უკვე 1928 წელს დადგინდა, რომ მანათობელი ბაქტერიები ნადგურდება ულტრაბგერითი. მომდევნო წლებში გამოქვეყნდა ნაშრომების დიდი რაოდენობა ბაქტერიებსა და ვირუსებზე ულტრაბგერითი ტალღების გავლენის შესახებ. ამავდროულად, აღმოჩნდა, რომ შედეგები შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი: ერთის მხრივ, დაფიქსირდა გაზრდილი აგლუტინაცია, ვირულენტობის დაკარგვა ან ბაქტერიების სრული სიკვდილი, მეორეს მხრივ, ასევე აღინიშნა საპირისპირო ეფექტი - ზრდა. სიცოცხლისუნარიანი პირების რაოდენობა. ეს უკანასკნელი განსაკუთრებით ხშირად ხდება მოკლევადიანი დასხივების შემდეგ და შეიძლება აიხსნას იმით, რომ ხანმოკლე დასხივების დროს, პირველ რიგში, ხდება ბაქტერიული უჯრედების დაგროვების მექანიკური გამოყოფა, რის გამოც ყოველი ცალკეული უჯრედი წარმოშობს ახალ კოლონიას.

დადგინდა, რომ ტიფური ღეროები მთლიანად კვდება ულტრაბგერითი 4,6 MHz სიხშირით, ხოლო სტაფილოკოკები და სტრეპტოკოკები მხოლოდ ნაწილობრივ ზიანდება. ბაქტერიების გარდაცვალებასთან ერთად ხდება მათი დაშლა, ანუ მორფოლოგიური სტრუქტურების განადგურება, ისე, რომ ულტრაბგერითი მოქმედების შემდეგ არა მხოლოდ მცირდება კოლონიების რაოდენობა მოცემულ კულტურაში, არამედ ინდივიდების რაოდენობის დათვლა ცხადყოფს შემცირებას. ბაქტერიების მორფოლოგიურად შემონახული ფორმები. ულტრაბგერითი დასხივებისას 960 kHz სიხშირით, 20-75 μm ზომის ბაქტერიები ნადგურდებიან ბევრად უფრო სწრაფად და სრულად, ვიდრე 8-12 μm ზომის ბაქტერიები [23].

მოსკოვის ტრავმატოლოგიისა და ორთოპედიის ცენტრალურ კვლევით ინსტიტუტში V. I. ნ.ნ. პრიოროვმა ჩაატარა კვლევა [24] დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი კავიტაციის ეფექტის შესახებ სტაფილოკოკის სხვადასხვა შტამების სასიცოცხლო აქტივობაზე. ექსპერიმენტებში in vitro მიღებული იქნა შემდეგი შედეგები.ულტრაბგერითი მკურნალობა ჩატარდა 32 ° C ტემპერატურაზე MSE (დიდი ბრიტანეთი) ულტრაბგერითი დეზინტეგრატორის გამოყენებით, რომელსაც აქვს შემდეგი ტექნიკური პარამეტრები: სიმძლავრე 150 W, ვიბრაციის სიხშირე 20 kHz, ამპლიტუდა 55 μm. ექსპოზიციის დრო იყო 1, 2, 5 "7, 10 წუთი. ყოველი ექსპოზიციისთვის გამოყენებული იყო ცალკე ფლაკონი 5 მლ მიკროორგანიზმების სუსპენზიით, რომელიც შეიცავს 2500 მიკრობულ სხეულს 1 მლ სითხეში. ულტრაბგერითი დამუშავებისთანავე გარემო არამარტო არ სუსტდება, მაგრამ ბგერის ზოგიერთ ექსპოზიციაზე (1-3 წთ) ოდნავ ძლიერდება კიდეც, უმნიშვნელო იყო და თითქმის არ განსხვავდებოდა კონტროლისგან. ულტრაბგერითი მოქმედება მიკროორგანიზმებზე შეიძლება გამოჩნდეს არა დაუყოვნებლივ, მაგრამ გარკვეული პერიოდის შემდეგ, აუცილებელი უჯრედებში მეტაბოლური დარღვევების განვითარება, შესაბამისად, სტაფილოკოკის ინოკულაცია მყარ საკვებ გარემოზე შესწავლილი იყო ულტრაბგერითი გამოკვლევიდან 24, 36 და 48 საათის შემდეგ პეტრის ჭურჭელზე დათესვამდე, კულტივირებული იყო სტაფილოკოკის გაჟღენთილი შტამები. და საცდელ მილებში ბულიონით თერმოსტატში 37 ° C. აღმოჩნდა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავებიდან 24 და 36 საათის შემდეგ სტაფილოკოკის გაზრდილი კოლონიების რაოდენობა კონტროლთან შედარებით მცირდება, სტაფილოკოკის დათესვის სიჩქარე უკუპროპორციულია მიკროორგანიზმების გაჟღერების დროს. 7-10 წუთის გაჟონვის შემდეგ დათესვამ ან არ მისცა ზრდა, ან პეტრის ჭურჭელზე იზრდებოდა სტაფილოკოკებისთვის დამახასიათებელი ცალკეული კოლონიები. 48 საათის შემდეგ ულტრაბგერის ინჰიბიტორული ეფექტი უფრო გამოხატული იყო და გამოიხატებოდა მიკროორგანიზმების დათესვის შემდგომი შემცირებით ყველა ექსპოზიციის დროს.

ხმოვანი მიკროორგანიზმების მგრძნობელობის შესწავლამ ზოგიერთი ანტიბიოტიკისა და ანტისეპტიკის მოქმედების მიმართ აჩვენა, რომ გამოყენებული 13 წამლიდან 8-ში მინიმალური ინჰიბიტორული კონცენტრაცია სტაფილოკოკის ულტრაბგერითი მკურნალობის შემდეგ შემცირდა 2-4-ჯერ. ეს მიუთითებს დაბალი სიხშირის ულტრაბგერითი ვიბრაციებისა და ანტიბაქტერიული ხსნარების კომბინირებული გამოყენების მიზანშეწონილობაზე მიკრობული უჯრედზე უფრო ეფექტური ეფექტისთვის [7, 10].

ულტრაბგერითი ტალღების დესტრუქციული ეფექტი დამოკიდებულია ბაქტერიული სუსპენზიის კონცენტრაციაზე. ძალიან სქელ და, შესაბამისად, ძალიან ბლანტი სუსპენზიის დროს, ბაქტერიების განადგურება არ შეინიშნება, მაგრამ მხოლოდ გათბობა შეიძლება აღინიშნოს. ერთი და იგივე ბაქტერიული სახეობის სხვადასხვა შტამებს შეიძლება ჰქონდეს სრულიად განსხვავებული დამოკიდებულება ულტრაბგერითი დასხივების მიმართ [11].

ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ულტრაბგერითი მოქმედება ზოგადად ბიომასავალზე და მიკროორგანიზმებზე, კერძოდ, დამოკიდებულია ბევრ გარემო ფაქტორზე და ცოცხალი ნივთიერების მდგომარეობაზე, და სინამდვილეში მისი პროგნოზირება საკმაოდ რთულია.

სსტუ-ს განყოფილებაში ჩატარდა ექსპერიმენტები ტიტანის ძვალშიდა დენტალური იმპლანტების ულტრაბგერითი გაწმენდის შესახებ სხვადასხვა სამუშაო ხსნარებში.

პროდუქტების გაწმენდა რაც უფრო ეფექტურია, მით უფრო ახლოსაა ისინი ემიტერის გამოსხივების ზედაპირთან. ემიტერიდან დაშორებით, ულტრაბგერითი ვიბრაციების ინტენსივობა იცვლება იდეალიზებული მრუდის გასწვრივ. საუკეთესო შედეგი მიღებულ იქნა 16 ვტ/სმ2 ინტენსივობით ონკანში და სამრეწველო წყალში 50 + 5 ° C სულფანოლის კონცენტრაციით 0,25% სონიკაციის დრო 5-10 წუთი (ნახ. 2.1). ხმოვანი პროდუქტები განლაგებული იყო გამოსხივების ზედაპირიდან არაუმეტეს 10 მმ მანძილზე.

ამრიგად, ექსპერიმენტების მიხედვით, ინტენსივობის მატება 0,4 -დან 16 ვტ/სმ2-მდე იძლევა გაწმენდის ხარისხის გაუმჯობესებას (ნახ. 2.2), მაგრამ პროდუქციის 100%-იანი სტერილიზაცია არცერთ რეჟიმში არ მიიღწევა.