Kavitasi di lingkungan adalah alasan utama efek destruktif ultrasound pada mikroorganisme. Jika pembentukan gelembung ditekan dengan meningkatkan tekanan luar, maka efek destruktif pada protozoa berkurang. Pecahnya benda yang hampir seketika di medan ultrasound disebabkan oleh gelembung udara atau karbondioksida dalam sel tumbuhan yang terperangkap di dalam organisme ini.
Hal ini menunjukkan bahwa perbedaan tekanan yang besar yang timbul selama kavitasi menyebabkan pecahnya membran sel dan organisme kecil secara keseluruhan. Pengaruh USG pada berbagai jenis jamur telah dipelajari berkali-kali. Jadi, USG berhasil digunakan dalam fitopatologi. Pada biji bit gula terinfeksi secara alami Phoma betae, Cercospora beticola, Alternaria sp. atau Fusarium sp., jamur dan bakteri ini dapat dimusnahkan dengan lebih baik melalui iradiasi jangka pendek menggunakan ultrasonik dalam air daripada yang dapat dilakukan dengan etsa. Iradiasi benih dengan ultrasound selama pengetsaan secara signifikan meningkatkan efek zat fungisida atau bakterisida. Alasannya, tampaknya, karena getaran suara meningkatkan laju difusi air dan zat terlarut di dalamnya melalui membran sel tumbuhan,yang mencapai tindakan lebih cepat pada jamur dan bakteri.
Ultrasonografi juga memiliki efek negatif pada sel individu organisme yang lebih tinggi. Saat meradiasi sel darah merah (eritrosit), hal berikut diamati: mereka kehilangan bentuk aslinya dan meregang; dalam hal ini, terjadi perubahan warna (sebagai akibat hemolisis). Dengan iradiasi lebih lanjut, mereka akhirnya meledak dan hancur menjadi banyak bola kecil yang terpisah.
Sudah pada tahun 1928, ditetapkan bahwa bakteri bercahaya dihancurkan dengan 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, terjadi peningkatan aglutinasi, hilangnya virulensi atau kematian total bakteri, di sisi lain, efek sebaliknya juga dicatat - peningkatan jumlah individu yang layak. Yang terakhir ini terjadi terutama setelah iradiasi jangka pendek dan dapat dijelaskan oleh fakta bahwa selama iradiasi jangka pendek, pertama-tama, pemisahan mekanis dari akumulasi sel bakteri terjadi, yang karenanya setiap sel individu memunculkan koloni baru.
Ditemukan bahwa batang tifoid benar-benar mati oleh USG dengan frekuensi 4,6 MHz, sedangkan stafilokokus dan streptokokus rusak hanya sebagian. Ketika bakteri mati, pembubarannya terjadi secara bersamaan, yaitu penghancuran struktur morfologi, sehingga setelah tindakan USG, tidak hanya jumlah koloni dalam kultur tertentu menurun, tetapi menghitung jumlah individu menunjukkan penurunan bentuk bakteri yang diawetkan secara morfologis. Ketika diradiasi dengan ultrasound pada frekuensi 960 kHz, bakteri dengan ukuran 20–75 µm dihancurkan jauh lebih cepat dan lebih sempurna daripada bakteri dengan ukuran 8–12 µm [23].
Di Institut Riset Ilmiah Pusat Traumatologi dan Ortopedi Moskow yang dinamai V. I. NN Priorov melakukan penelitian [24] tentang pengaruh kavitasi ultrasonik frekuensi rendah pada aktivitas vital berbagai strain staphylococcus. Dalam percobaan in vitro, diperoleh hasil sebagai berikut. Perawatan ultrasonik dilakukan pada suhu 32 ° C menggunakan disintegrator ultrasonik dari MSE (Inggris Raya) dengan parameter teknis sebagai berikut: daya 150 W, frekuensi getaran 20 kHz, amplitudo 55 μm. Waktu pemaparan adalah 1, 2, 5 "7, 10 menit. Untuk setiap pemaparan digunakan vial terpisah dengan 5 ml suspensi mikroorganisme yang mengandung 2500 badan mikroba dalam 1 ml cairan. Hasil penelitian menunjukkan bahwabahwa kemampuan mikroorganisme untuk berkembang biak saat disemai pada media nutrisi padat segera setelah perlakuan ultrasonik tidak hanya melemah, tetapi pada beberapa paparan sonikasi (1-3 menit) bahkan sedikit meningkat. Pada saat yang sama, ketika staphylococcus disonikasi selama 5, 7, dan 10 menit, perubahan jumlah koloni yang tumbuh pada permukaan agar-agar di cawan Petri tidak signifikan dan hampir tidak berbeda dari kontrol. Efek ultrasonik pada mikroorganisme mungkin muncul tidak segera, tetapi setelah beberapa saat, diperlukan untuk perkembangan gangguan metabolisme dalam sel, oleh karena itu, penaburan staphylococcus pada media nutrisi padat dipelajari 24, 36, dan 48 jam setelah perawatan ultrasonik. Sebelum pelapisan di cawan Petri, strain staphylococcus yang disonikasi dibiakkan dalam tabung reaksi dengan kaldu dalam termostat pada suhu 37 ° C. Ditemukan,bahwa dalam 24 dan 36 jam setelah perlakuan ultrasonik, jumlah koloni yang tumbuh dari stafilokokus dibandingkan dengan kontrol menurun, kecepatan pembenihan staphylococcus berbanding terbalik dengan waktu pembunyian mikroorganisme. Setelah 7-10 menit sonikasi, penyemaian tidak memberikan pertumbuhan apa pun, atau koloni tunggal yang tidak khas untuk staphylococcus tumbuh di cawan Petri. Setelah 48 jam, efek penghambatan USG lebih jelas dan terwujud dalam penurunan lebih lanjut dalam pembibitan mikroorganisme di semua eksposur. Setelah 7-10 menit sonikasi, penyemaian tidak memberikan pertumbuhan apa pun, atau koloni tunggal yang tidak khas untuk staphylococcus tumbuh di cawan Petri. Setelah 48 jam, efek penghambatan USG lebih jelas dan terwujud dalam penurunan lebih lanjut dalam pembibitan mikroorganisme di semua eksposur. Setelah 7-10 menit sonikasi, penyemaian tidak memberikan pertumbuhan apa pun, atau koloni tunggal yang tidak khas untuk staphylococcus tumbuh di cawan Petri. Setelah 48 jam, efek penghambatan USG lebih jelas dan terwujud dalam penurunan lebih lanjut dalam pembibitan mikroorganisme di semua eksposur.
Sebuah studi tentang sensitivitas mikroorganisme bersuara terhadap aksi antibiotik dan antiseptik tertentu menunjukkan bahwa pada 8 dari 13 obat yang digunakan, konsentrasi hambat minimum setelah pengobatan staphylococcus ultrasonik menurun 2-4 kali. Hal ini menunjukkan kelayakan penggunaan gabungan getaran ultrasonik frekuensi rendah dan larutan antibakteri untuk dampak yang lebih efektif pada sel mikroba [7, 10].
Efek destruktif dari gelombang ultrasonik bergantung pada konsentrasi suspensi bakteri. Dalam suspensi yang terlalu tebal dan, oleh karena itu, sangat kental, tidak ada kerusakan bakteri yang diamati, tetapi hanya pemanasan yang dapat dicatat. Strain yang berbeda dari spesies bakteri yang sama mungkin memiliki sikap yang sangat berbeda terhadap iradiasi ultrasound [11].
Video promosi:
Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa efek USG pada biomatter secara umum dan mikroorganisme, khususnya, bergantung pada banyak faktor lingkungan dan keadaan materi hidup, dan pada kenyataannya agak sulit untuk diprediksi.
Percobaan pembersihan ultrasonik implan gigi intraoseus titanium di berbagai solusi kerja dilakukan di departemen SSTU.
Pembersihan produk akan semakin efisien, semakin dekat produk tersebut ke permukaan pemancar emitor. Dengan jarak dari emitor, intensitas getaran ultrasonik berubah sepanjang kurva yang diidealkan. Hasil terbaik diperoleh pada intensitas 16 W / cm2 di keran dan air industri pada suhu 50 + 5 ° C dengan konsentrasi sulfanol 0,25% dengan waktu sonikasi 5-10 menit (Gbr. 2.1). Produk sonikasi berada pada jarak tidak lebih dari 10 mm dari permukaan radiasi.
Angka: 2.1. Grafik ketergantungan kontaminasi produk terhadap waktu bunyi pada intensitas getaran 16 W / cm2
Jadi, menurut percobaan, peningkatan intensitas dari 0,4 menjadi 16 W / cm2 memberikan peningkatan kualitas pembersihan (Gbr. 2.2), tetapi sterilisasi produk 100% tidak dicapai dalam mode apa pun.
Angka: 2.2. Grafik ketergantungan efek sterilisasi ultrasound pada intensitas ultrasound.
