Influencia de la ecografía en células animales y vegetales

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

La cavitación en el medio ambiente es la principal razón del efecto destructivo del ultrasonido sobre los microorganismos. Si se suprimió la formación de burbujas aumentando la presión externa, entonces disminuyó el efecto destructivo sobre los protozoos. La ruptura casi instantánea de objetos en el campo de ultrasonidos fue causada por burbujas de aire o dióxido de carbono en las células vegetales atrapadas dentro de estos organismos.

Esto muestra que las grandes diferencias de presión que surgen durante la cavitación conducen a la ruptura de las membranas celulares y de organismos pequeños enteros. El efecto del ultrasonido sobre varios tipos de hongos se ha estudiado muchas veces. Entonces, el ultrasonido se usa con éxito en fitopatología. En semillas de remolacha azucarera infectadas naturalmente con Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. o Fusarium sp., fue posible destruir estos hongos y bacterias mucho mejor mediante la irradiación a corto plazo con ultrasonidos en agua que con el grabado. La irradiación de semillas con ultrasonido durante el aderezo mejora significativamente el efecto de una sustancia fungicida o bactericida. El motivo, aparentemente, es que las vibraciones sonoras aumentan la velocidad de difusión del agua y de las sustancias disueltas en ella a través de las membranas de las células vegetales, lo que consigue un efecto más rápido sobre hongos y bacterias.

El ultrasonido también tiene un efecto negativo en células individuales de organismos superiores. Al irradiar glóbulos rojos (eritrocitos), se observó lo siguiente: perdieron su forma original y se estiraron; al mismo tiempo, se produjo su decoloración (como resultado de la hemólisis). Tras una mayor irradiación, finalmente se rompieron y se desintegraron en muchas pequeñas bolas separadas.

Ya en 1928, se estableció que las bacterias luminosas son destruidas por ultrasonido. En los años siguientes se publicaron una gran cantidad de trabajos sobre el efecto de las ondas ultrasónicas en bacterias y virus. Al mismo tiempo, resultó que los resultados podrían ser muy diversos: por un lado, se observó un aumento de la aglutinación, pérdida de virulencia o muerte completa de las bacterias, por otro lado, también se observó el efecto contrario: un aumento en el número de individuos viables. Esto último ocurre especialmente a menudo después de una irradiación a corto plazo y puede explicarse por el hecho de que durante la irradiación a corto plazo, en primer lugar, se produce la separación mecánica de acumulaciones de células bacterianas, por lo que cada célula individual da lugar a una nueva colonia.

Se encontró que las varillas tifoideas mueren completamente por ultrasonido con una frecuencia de 4, 6 MHz, mientras que los estafilococos y estreptococos se dañan solo parcialmente. Con la muerte de las bacterias se produce simultáneamente su disolución, es decir, la destrucción de las estructuras morfológicas, de modo que tras la acción del ultrasonido, no solo disminuye el número de colonias en un cultivo dado, sino que contando el número de individuos se revela una disminución en formas de bacterias conservadas morfológicamente. Cuando se irradian con ultrasonido a una frecuencia de 960 kHz, las bacterias con un tamaño de 20 a 75 µm se destruyen mucho más rápido y de manera más completa que las bacterias con un tamaño de 8 a 12 µm [23].

En el Instituto Central de Investigación de Traumatología y Ortopedia de Moscú que lleva el nombre de V. I. NN Priorov realizó una investigación [24] sobre el efecto de la cavitación ultrasónica de baja frecuencia sobre la actividad vital de varias cepas de estafilococos. En experimentos in vitro, se obtuvieron los siguientes resultados. El tratamiento ultrasónico se realizó a una temperatura de 32 ° C utilizando un desintegrador ultrasónico de MSE (Gran Bretaña), que tiene los siguientes parámetros técnicos: potencia 150 W, frecuencia de vibración 20 kHz, amplitud 55 μm. El tiempo de exposición fue 1, 2, 5 "7, 10 minutos. Para cada exposición, se usaron viales separados con 5 ml de suspensión de microorganismos que contenían 2500 cuerpos microbianos en 1 ml de líquido. Del medio inmediatamente después del tratamiento ultrasónico no solo no debilitar, pero en algunas exposiciones de sondeo (1-3 min) incluso se intensifica ligeramente. Eran insignificantes y casi no diferían del control. El efecto del ultrasonido sobre los microorganismos puede aparecer ^ no inmediatamente, pero después de un tiempo, necesario para la desarrollo de trastornos metabólicos en las células, por lo tanto, se estudió la inoculación de estafilococos en medios sólidos de nutrientes 24, 36 y 48 horas después de la ecografía. Antes de sembrar en placas de Petri, se cultivaron las cepas de estafilococo sometidas a ultrasonidos. y en probetas con caldo en termostato a 37 ° C. Se encontró que después de 24 y 36 horas después del tratamiento ultrasónico, el número de colonias crecidas de estafilococos en comparación con el control disminuye, la tasa de siembra de estafilococos es inversamente proporcional al tiempo de sondeo de los microorganismos. Después de 7-10 minutos de tratamiento con ultrasonidos, la siembra no produjo ningún crecimiento o crecieron colonias individuales no típicas de estafilococos en placas de Petri. Después de 48 horas, el efecto inhibidor de los ultrasonidos fue más pronunciado y se manifestó en una disminución adicional en la siembra de microorganismos en todas las exposiciones.

Un estudio de la sensibilidad de los microorganismos sonoros a la acción de algunos antibióticos y antisépticos mostró que en 8 de los 13 fármacos utilizados, la concentración mínima inhibitoria después del tratamiento ultrasónico de estafilococos disminuyó de 2 a 4 veces. Esto indica la viabilidad del uso combinado de vibraciones ultrasónicas de baja frecuencia y soluciones antibacterianas para un efecto más efectivo en la célula microbiana [7, 10].

El efecto destructivo de las ondas ultrasónicas depende de la concentración de la suspensión bacteriana. En una suspensión demasiado espesa y, por lo tanto, muy viscosa, no se observa destrucción de bacterias, solo se puede notar calentamiento. Diferentes cepas de la misma especie bacteriana pueden tener actitudes completamente diferentes hacia la irradiación con ultrasonido [11].

Así, podemos concluir que el efecto de los ultrasonidos sobre el biomaterial en general y los microorganismos en particular, depende de muchos factores ambientales y del estado de la materia viva, y en realidad es bastante difícil de predecir.

En el departamento de SSTU se llevaron a cabo experimentos de limpieza ultrasónica de implantes dentales intraóseos de titanio en diversas soluciones de trabajo.

La limpieza de los productos es cuanto más eficiente, cuanto más cerca están de la superficie emisora del emisor. Con la distancia del emisor, la intensidad de las vibraciones ultrasónicas cambia a lo largo de una curva idealizada. El mejor resultado se obtuvo a una intensidad de 16 W / cm2 en agua corriente e industrial a 50 + 5 ° C con una concentración de sulfanol de 0,25% con un tiempo de sonicación de 5-10 minutos (Fig. 2.1). Los productos sonicados se ubicaron a una distancia de no más de 10 mm de la superficie emisora.

Así, según los experimentos, un aumento en la intensidad de 0,4 a 16 W / cm2 da una mejora en la calidad de la limpieza (Fig. 2.2), pero la esterilización de los productos al 100% no se consigue en ningún modo.