Principiul de funcționare al instrumentului de distrugere a celulelor cu ultrasunete

Ultrasunetele este un fel de undă mecanică elastică în mediul material. Este o formă de undă, deci poate fi folosită pentru a detecta informațiile fiziologice și patologice ale corpului uman, și anume ultrasunetele de diagnostic. În același timp, este și o formă de energie care, atunci când o anumită doză de ultrasunete este transmisă în cadrul unui organism, interacționează între ele. Ultrasunetele este un sunet mecanic elastic într-un mediu material, iar efectele sale asupra celulelor includ în principal efecte termice, efecte de cavitație și efecte mecanice.
Efectul termic este că, atunci când ultrasunetele se propagă în mediu, frecarea împiedică vibrațiile moleculare cauzate de ultrasunete, determinând ca o anumită energie să fie convertită în căldură locală ridicată (42-43 grad ). Acest lucru se datorează faptului că temperatura critică letală a țesutului normal este de 45,7 grade, iar țesutul tumoral este mai sensibil decât țesutul normal. Prin urmare, la această temperatură, metabolismul celulelor tumorale este perturbat și sinteza ADN-ului, ARN-ului și proteinelor sunt afectate, ucigând astfel celulele canceroase fără a afecta țesutul normal. Efectul de cavitație este formarea de vacuole în organismele sub iradiere cu ultrasunete, care generează presiune mecanică de forfecare și turbulență cu vibrația și explozia violentă a vacuolelor, provocând sângerare tumorală, dezintegrare a țesuturilor și necroză. În plus, atunci când bula de cavitație se rupe, generează instantaneu temperaturi ridicate (aproximativ 5000 de grade) și presiuni mari (până la 500 × 104 Pa) pot provoca disocierea termică a vaporilor de apă. radicalii liberi OH și. atomi de H. Redox-ul cauzat de. radicalii liberi OH și. Atomii de H pot duce la degradarea polimerului, inactivarea enzimelor, peroxidarea lipidelor și uciderea celulelor. Efectul mecanic este efectul principal al ultrasunetelor. În timpul procesului de propagare a ultrasunetelor, compresia și extinderea alternativă a particulelor de mediu constituie o schimbare de presiune, provocând deteriorarea structurii celulei. Puterea efectului ucigaș este strâns legată de frecvența și intensitatea ultrasunetelor.
În același timp, este și o formă de energie, care poate provoca modificări ale funcției și structurii organismelor prin interacțiunile lor atunci când o anumită doză de ultrasunete se propagă în interiorul organismului, cunoscută sub numele de efect biologic al ultrasunetelor.
Principiul instrumentului ultrasonic de perturbare a celulelor nu este prea misterios și complicat. Mai simplu spus, este conversia energiei electrice în energie sonoră printr-un traductor. Această energie este transformată în bule mici dense printr-un mediu lichid (cum ar fi apa), care explodează rapid și produc energie ca o mică bombă, jucând astfel un rol în descompunerea unor substanțe precum celulele (cunoscut în mod obișnuit ca „efectul de cavitație”). .