На бактериальную клетку ультразвуковая кавитация и акустические течения оказывают силовое действие. В зависимости от величины переменного звукового давления и частоты ультразвука характер пульсации кавитационных пузырьков может быть различным. В одних случаях (величина звукового давления ниже пороговой) пузырьки пульсируют в течение многих циклов изменения давления, не захлопываясь. В других (величина звукового давления выше пороговой) пузырьки растут в диаметре и захлопываются в течение цикла изменения давления.

При захлопывании кавитационного пузырька вследствие внезапной остановки всей массы жидкости, участвующей в движении в точке схлопывания, генерируется импульс давления, которое при необходимых условиях может вызвать механическое повреждение оболочки бактериальной клетки. Механизм этого воздействия кавитационного пузырька подобен проколу эластичной мембраны сосредоточенной силой [Ландау Л. Д., 1965]. Под влиянием ультразвука проницаемость брюшины увеличивается.

Импульс давления значительно затухает на расстоянии от пузырька, равном его радиусу. Поэтому эффективное воздействие кавитационного пузырька на оболочку микроорганизма может происходить только при условии, что микроорганизм находится в непосредственной близости от захлопнувшегося кавитационного пузырька. Вероятность таких встреч, очевидно, будет расти с увеличением количества пузырьков, схлопывающихся в лекарственном растворе, и увеличением концентрации микроорганизмов.

При установившемся процессе кавитации в звуковом поле умеренной интенсивности отношение суммарного объема кавитационных пузырьков к объему кавитационной области не более 1 : 1000. Увеличение числа пузырьков возможно за счет распада неустойчивых пузырьков на части с образованием нескольких новых центров кавитации.
Эксперименты показывают, что некоторое увеличение скорости подавления микроорганизмов достигается при увеличении интенсивности ультразвука.

Несхлопывающиеся кавитационные пузырьки пульсируют относительно среднего положения равновесия. Амплитуда таких пульсаций зависит от частоты ультразвука. Вначале с увеличением частоты амплитуда пульсаций растет и достигает максимума при резонансной частоте пульсаций пузырька fP (для газового пузырька радиусом 0,1 мм в воде fP = 32,8 кГц). Затем амплитуда пульсаций падает с дальнейшим ростом частоты. При озвучивании инфицированных тканей ультразвуком с частотой 26,5 кГц колебания пузырьков близки к резонансным и амплитуда этих пульсаций соответствует максимальной.

- Читать далее "Пульсации кавитационных пузырьков. Обработка инфицированных ран ультразвуком"