Принцип работы ультразвукового прибора для разрушения клеток

Ультразвук представляет собой упругую механическую волну в материальной среде. Это форма волны, поэтому ее можно использовать для обнаружения физиологической и патологической информации о человеческом теле, а именно для диагностического ультразвука. В то же время это также форма энергии, которая при передаче определенной дозы ультразвука внутри организма взаимодействует друг с другом. Ультразвук представляет собой упругий механический звук в материальной среде, и его воздействие на клетки в основном включает тепловые эффекты, кавитационные эффекты и механические эффекты.
Тепловой эффект заключается в том, что когда ультразвук распространяется в среде, трение препятствует молекулярным колебаниям, вызванным ультразвуком, заставляя часть энергии преобразовываться в локальную высокую температуру (42-43 градусов). Это связано с тем, что критическая летальная температура нормальной ткани составляет 45,7 градуса, а опухолевая ткань более чувствительна, чем нормальная ткань. Поэтому при такой температуре нарушается метаболизм опухолевых клеток, затрагивается синтез ДНК, РНК и белков, тем самым убивая раковые клетки, не затрагивая нормальные ткани. Эффект кавитации представляет собой образование в организме вакуолей под действием ультразвукового излучения, которые создают механическое сдвиговое давление и турбулентность с вибрацией и сильным взрывом вакуолей, вызывая опухолевое кровотечение, распад ткани и некроз. Кроме того, когда кавитационный пузырь разрывается, он генерирует мгновенные высокие температуры (около 5000 градусов), а высокое давление (до 500 × 104 Па) может вызвать термическую диссоциацию водяного пара. ОН свободные радикалы и. Атомы Н. Окислительно-восстановительный потенциал, вызванный. ОН свободные радикалы и. Атомы H могут привести к деградации полимера, инактивации ферментов, перекисному окислению липидов и гибели клеток. Механический эффект является основным эффектом ультразвука. В процессе распространения ультразвука попеременное сжатие и растяжение частиц среды представляет собой изменение давления, вызывающее повреждение клеточной структуры. Сила убойного эффекта тесно связана с частотой и интенсивностью ультразвука.
В то же время это также форма энергии, которая может вызывать изменения в функции и структуре организмов посредством их взаимодействия при распространении в организме определенной дозы ультразвука, известного как ультразвуковое биологическое воздействие.
Принцип работы ультразвукового прибора для разрушения клеток не так уж загадочен и сложен. Проще говоря, это преобразование электрической энергии в звуковую через преобразователь. Эта энергия преобразуется в плотные маленькие пузырьки через жидкую среду (например, воду), которые быстро взрываются и производят энергию, как небольшая бомба, тем самым играя роль в разрушении таких веществ, как клетки (широко известный как «эффект кавитации»). .