Ultraskaņas šūnu pulverizatora princips un mehāniskā darbība
Ultraskaņa ir elastīgs mehāniskais vilnis materiālajā vidē. Tas ir svārstību veids, tāpēc to var izmantot, lai noteiktu cilvēka ķermeņa fizioloģisko un patoloģisko informāciju, kā arī diagnostikas ultraskaņu. Tajā pašā laikā tas ir enerģijas veids. Kad organismā tiek pārnesta noteikta ultraskaņas deva, mijiedarbība starp tām var izraisīt organisma funkcijas un struktūras izmaiņas, tas ir, ultraskaņas bioloģisko efektu. Ultraskaņas ietekme uz šūnām galvenokārt ir termiskā, kavitācijas un mehāniskā iedarbība. Termiskais efekts ir tāds, ka, ultraskaņai izplatoties barotnē, berzes spēks kavē ultraskaņas radīto molekulāro vibrāciju, kas daļu enerģijas pārvērš vietējā hipertermijā (42–43 ℃), jo normālu audu kritiskā letālā temperatūra ir 45,7 ℃, kamēr audzēja audu normālie audi ir ļoti jutīgi, tāpēc šajā temperatūrā tiek traucēta audzēja šūnu vielmaiņa, un tiek ietekmēta DNS, RNS un olbaltumvielu sintēze, tādējādi nogalinot vēža šūnas, kamēr normālos audus tas neietekmē. Kavitācijas efekts ir tāds, ka ultravioletā starojuma ietekmē organismā veidojas vakuolas, un ar vakuolu vibrāciju un to vardarbīgo imploziju rodas mehānisks bīdes spiediens un turbulence, kas izraisa audzēja asinsizplūdumu un audu sabrukšanu un izraisa nekrozi. Turklāt kavitācijas burbulim plīstot rodas momentāna augsta temperatūra (apmēram 5000 ° C) un augsts spiediens (līdz 500 × 104Pa), kas var termiski sadalīt ūdens tvaikus, veidojot .OH radikāļus un .H atomus, kas sastāv no OH radikāļi un .H. Atomu izraisītās redoksreakcijas var izraisīt polimēra noārdīšanos, enzīmu inaktivāciju, lipīdu peroksidāciju un šūnu nogalināšanu. Mehāniskais efekts ir primārais ultraskaņas efekts. Vidēja daļiņu kompresija un izplešanās pārmaiņus ultraskaņas izplatīšanās laikā veido spiediena izmaiņas, kas izraisa šūnu struktūras bojājumus. Nogalināšanas efekta stiprums ir cieši saistīts ar ultraskaņas biežumu un intensitāti.
Ultraskaņas šūnu pulverizatora pamatprincips Ultraskaņas šūnu pulverizators izmanto ultraskaņas viļņu dispersijas efektu šķidrumā, lai šķidrums izraisītu kavitāciju, tādējādi sadalot šķidrumā esošās cietās daļiņas vai šūnu audus. Ultraskaņas šūnu pulverizators sastāv no ultraskaņas ģeneratora un pārveidotāja. Ultraskaņas ģenerators pārveido tīkla elektrību 18-21KHz maiņstrāvas enerģijā, lai nodrošinātu pārveidotāju. Bārija cirkonāta titanāta pjezoelektriskais vibrators ir devēja sirds. Tas stiepjas un elastīgi deformējas ar mainīgo spriegumu ar 18-21KHz frekvenci, un devējs vibrē gareniski. Vibrācijas vilnis caur titāna sakausējuma ragu, kas iegremdēts bioloģiskajā šķīdumā, rada kavitācijas efektu, kas ierosina vidē esošās bioloģiskās daļiņas spēcīgi vibrēt.
