Пульсации кавитационных пузырьков. Обработка инфицированных ран ультразвуком

Пульсации кавитационных пузырьков вызывают колебательное движение жидкости, примыкающей к их наружной поверхности. Амплитуда и частота колебаний жидкости в первом приближении повторяют амплитуду и частоту колебаний самого пузырька. Таким образом, пульсирующие в поле ультразвука кавитационные пузырьки становятся вторичными источниками акустических волн в озвучиваемой жидкости. В связи с тем что скорости таких микротечений быстро изменяются по направлению и величине, вблизи пузырька возникают условия гидродинамического сдвига. Микробная клетка подвергается действию сдвиговых напряжений в то время, как она проносится мимо пузырька в потоке жидкости. При амплитуде звукового давления р = 3*104 Па и радиусе оболочки микроорганизма r=10-5 м градиент скорости потока по нормам к поверхности микробной клетки равен 5*106*с-1. При этом напряжение сдвига составляет 3*104 Па [Гуревич Г. А. и др., 1972].

Этот тип механического воздействия ультразвуковой кавитации на микробную клетку может привести к потере вирулентной способности кишечной палочки при обработке ее ультразвуком. Действие ультразвука на микроорганизмы при обработке инфицированных ран и полостей зависит от бактерицидных свойств лекарственного препарата, объема и концентрации озвучиваемой взвеси микроорганизмов, а также от конфигурации микробных клеток.

Влияние ультразвука на бактерицидные свойства лекарственного препарата in vitro изучались на модельной среде — 1000 мл изотонического солевого раствора помещали в стерильную колбу, затем добавляли культуру кишечной палочки из расчета, чтобы концентрация микроорганизмов в исследуемой среде составила 105 микробных тел/мл. На полученную таким образом взвесь кишечной палочки воздействовали двумя различными бактерицидными агентами: канамицином и ультразвуком, а также их комбинацией. Бактерицидные свойства примененного агента оценивались по количеству колоний, выросших из посева обработанной взвеси на питательную среду.
Более эффективной оказывается комплексная обработка антибиотиком и ультразвуком.

кавитация пузырьков

Этот факт можно объяснить тем, что наряду с механическим воздействием кавитационных пузырьков на оболочки микроорганизмов в ультразвуковом поле происходят и другие процессы, вызывающие гибель микробных клеток: в частности, увеличение проницаемости клеточных мембран, что облегчает перенос молекул антибиотика во внутреннюю среду микроорганизма.

При лечении обширных гнойных ран и полостей получить выраженный бактерицидный эффект трудно из-за значительного объема озвучиваемой жидкости и наличия труднодоступных участков типа «кармана».

Для ультразвуковой обработки инфицированных биотканей разработаны и серийно выпускаются несколько отечественных аппаратов: УРСК7Н-180, УОР-1, УРСК7Н-22. Они состоят из электронного блока, акустических узлов с электромеханическими преобразователями и сменных инструментов-концентраторов энергии ультразвука.

Широкое распространение в хирургии получили ультразвуковые аппараты УРСК-71 и УРСК7Н-18 с потребляемой мощностью соответственно 0,45 и 0,16 кВА. Аппараты УРСК7Н-18 имеют систему автоматической подстройки частоты, что упрощает работу с ними при смене инструментов.

Акустические узлы установок имеют электромеханические преобразователи различных типов. В акустических узлах аппаратов УРСК7Н-18, УРСК7Н-22 использованы магнитострикционные преобразователи из пластин никеля Н-1. В акустических узлах некоторых других аппаратов (например, УЗХ-201) преобразователь выполнен на основе пьезокерамики ЦТС-19. Анализ характеристик ультразвуковых аппаратов на базе преобразователей из различных материалов показывает, что выбор типа преобразователя зависит от конкретного назначения аппарата. Аппараты для ультразвуковой обработки инфицированных тканей должны работать без перегрева в течение длительного времени, обеспечивать необходимую для обработки интенсивность ультразвука. Этим требованиям удовлетворяют аппараты с преобразователями из магнитострикционных материалов и пьезокерамики.

- Читать далее "Магнитострикционный эффект ультразвука. Пьезопреобразователь"

Оглавление темы "Ультразвук при перитоните":
1. Реакция брюшины на ультразвук. Транспорт веществ под действием ультразвука
2. Микропотоки веществ в брюшине под действием ультразвука. Эффекты ультразвука на диффузию
3. Влияние ультразвука на бактерии. Ультразвуковая кавитация
4. Пульсации кавитационных пузырьков. Обработка инфицированных ран ультразвуком
5. Магнитострикционный эффект ультразвука. Пьезопреобразователь
6. Свойства пьезопреобразователей. Низкочастотный ультразвук в лечении перитонита
7. Чувствительность к антибиотикам при воздействии ультразвука. Влияние ультразвука на стенку бактерии
8. Адгезивная способность бактерий под ультразвуком. Влияние ультразвука на золотистый стафилококк
9. Снижение вирулентности под действием ультразвука. Хемотаксис после ультразвука
10. Фагоцитоз под действием ультразвука. Исследование ультразвука

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: