Pengaruh ultrasound pada sel hewan dan tumbuhan

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Kavitasi di lingkungan adalah alasan utama efek destruktif ultrasound pada mikroorganisme. Jika pembentukan gelembung ditekan dengan meningkatkan tekanan eksternal, maka efek destruktif pada protozoa menurun. Pecahnya objek yang hampir seketika di bidang ultrasound disebabkan oleh gelembung udara atau karbon dioksida dalam sel tumbuhan yang terperangkap di dalam organisme ini.

Ini menunjukkan bahwa perbedaan tekanan besar yang timbul selama kavitasi menyebabkan pecahnya membran sel dan organisme kecil secara keseluruhan. Efek ultrasound pada berbagai jenis jamur telah dipelajari berkali-kali. Jadi, ultrasound berhasil digunakan dalam fitopatologi. Pada benih bit gula yang terinfeksi secara alami Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. atau Fusarium sp., adalah mungkin untuk menghancurkan jamur dan bakteri ini jauh lebih baik dengan penyinaran jangka pendek dengan ultrasound dalam air daripada yang mungkin dilakukan dengan etsa. Iradiasi biji dengan ultrasound selama pembalutan secara signifikan meningkatkan efek zat fungisida atau bakterisida. Alasannya, tampaknya, adalah bahwa getaran suara meningkatkan laju difusi air dan zat terlarut di dalamnya melalui membran sel tumbuhan, yang mencapai efek lebih cepat pada jamur dan bakteri.

Ultrasound juga memiliki efek negatif pada sel-sel individu organisme yang lebih tinggi. Saat menyinari sel darah merah (eritrosit), berikut ini diamati: mereka kehilangan bentuk aslinya dan meregang; pada saat yang sama, perubahan warna mereka terjadi (sebagai akibat dari hemolisis). Setelah iradiasi lebih lanjut, mereka akhirnya pecah dan hancur menjadi banyak bola kecil yang terpisah.

Sudah pada tahun 1928, ditetapkan bahwa bakteri bercahaya dihancurkan oleh ultrasound. Pada tahun-tahun berikutnya, sejumlah besar karya diterbitkan tentang efek gelombang ultrasonik pada bakteri dan virus. Pada saat yang sama, ternyata hasilnya bisa sangat beragam: di satu sisi, peningkatan aglutinasi, hilangnya virulensi atau kematian total bakteri diamati, di sisi lain, efek sebaliknya juga dicatat - peningkatan jumlah individu yang hidup. Yang terakhir sering terjadi terutama setelah iradiasi jangka pendek dan dapat dijelaskan oleh fakta bahwa selama iradiasi jangka pendek, pertama-tama, pemisahan mekanis akumulasi sel bakteri terjadi, yang dengannya setiap sel individu memunculkan koloni baru.

Ditemukan bahwa batang tifoid benar-benar terbunuh oleh ultrasound dengan frekuensi 4, 6 MHz, sementara stafilokokus dan streptokokus hanya rusak sebagian. Dengan kematian bakteri, pembubaran mereka terjadi secara bersamaan, yaitu penghancuran struktur morfologi, sehingga setelah tindakan ultrasound, tidak hanya jumlah koloni dalam kultur tertentu berkurang, tetapi menghitung jumlah individu mengungkapkan penurunan bentuk bakteri yang diawetkan secara morfologis. Ketika disinari dengan ultrasound pada frekuensi 960 kHz, bakteri dengan ukuran 20-75 m dihancurkan lebih cepat dan lebih lengkap daripada bakteri dengan ukuran 8-12 m [23].

Di Institut Penelitian Traumatologi dan Ortopedi Pusat Moskow dinamai V. I. NN Priorov melakukan penelitian [24] tentang pengaruh kavitasi ultrasonik frekuensi rendah pada aktivitas vital berbagai strain staphylococcus. Dalam percobaan in vitro, hasil berikut diperoleh. Perlakuan ultrasonik dilakukan pada suhu 32 ° C menggunakan disintegrator ultrasonik dari MSE (Inggris Raya), yang memiliki parameter teknis sebagai berikut: daya 150 W, frekuensi getaran 20 kHz, amplitudo 55 m. Waktu pemaparan adalah 1, 2, 5 "7, 10 menit. Untuk setiap paparan, botol terpisah dengan 5 ml suspensi mikroorganisme yang mengandung 2500 tubuh mikroba dalam 1 ml cairan digunakan. Media segera setelah perawatan ultrasonik tidak hanya tidak melemah, tetapi pada beberapa paparan suara (1-3 menit) bahkan sedikit meningkat, tidak signifikan dan hampir tidak berbeda dari kontrol. Efek ultrasound pada mikroorganisme mungkin muncul ^ tidak segera, tetapi setelah beberapa saat, diperlukan untuk perkembangan gangguan metabolisme dalam sel, oleh karena itu, inokulasi staphylococcus pada media nutrisi padat dipelajari 24, 36, dan 48 jam setelah USG Sebelum disemai pada cawan Petri, strain staphylococcus yang disonikasi dibudidayakan dan dalam tabung reaksi dengan kaldu dalam termostat pada 37 ° C. Ditemukan bahwa setelah 24 dan 36 jam setelah perlakuan ultrasonik, jumlah koloni staphylococcus yang tumbuh dibandingkan dengan kontrol berkurang, laju penyemaian staphylococcus berbanding terbalik dengan waktu pembunyian mikroorganisme. Setelah sonikasi 7-10 menit, penyemaian tidak memberikan pertumbuhan, atau koloni tunggal yang tidak khas untuk staphylococcus tumbuh pada cawan Petri. Setelah 48 jam, efek penghambatan ultrasound lebih jelas dan memanifestasikan dirinya dalam penurunan lebih lanjut dalam penyemaian mikroorganisme di semua eksposur.

Sebuah studi tentang sensitivitas mikroorganisme yang terdengar terhadap aksi beberapa antibiotik dan antiseptik menunjukkan bahwa dalam 8 dari 13 obat yang digunakan, konsentrasi penghambatan minimum setelah pengobatan ultrasonik staphylococcus menurun 2-4 kali. Hal ini menunjukkan kelayakan penggunaan kombinasi getaran ultrasonik frekuensi rendah dan larutan antibakteri untuk efek yang lebih efektif pada sel mikroba [7, 10].

Efek destruktif gelombang ultrasonik tergantung pada konsentrasi suspensi bakteri. Dalam suspensi yang terlalu kental dan, oleh karena itu, sangat kental, tidak ada penghancuran bakteri yang diamati, tetapi hanya pemanasan yang dapat dicatat. Strain yang berbeda dari spesies bakteri yang sama mungkin memiliki sikap yang sama sekali berbeda terhadap iradiasi ultrasound [11].

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa efek ultrasound pada biomaterial secara umum dan mikroorganisme, khususnya, bergantung pada banyak faktor lingkungan dan keadaan materi hidup, dan pada kenyataannya agak sulit untuk diprediksi.

Eksperimen pembersihan ultrasonik implan gigi intraosseous titanium dalam berbagai solusi kerja dilakukan di departemen SSTU.

Pembersihan produk semakin efisien, semakin dekat dengan permukaan pemancar emitor. Dengan jarak dari emitor, intensitas getaran ultrasonik berubah sepanjang kurva ideal. Hasil terbaik diperoleh pada intensitas 16 W/cm2 pada air kran dan air industri pada suhu 50 + 5 °C dengan konsentrasi sulfanol 0,25% dengan waktu sonikasi 5-10 menit (Gbr. 2.1). Produk yang disonikasi terletak pada jarak tidak lebih dari 10 mm dari permukaan pemancar.

Jadi, menurut percobaan, peningkatan intensitas dari 0,4 menjadi 16 W / cm2 memberikan peningkatan kualitas pembersihan (Gbr. 2.2), tetapi sterilisasi 100% produk tidak tercapai dalam mode apa pun.