Ultraheli rakkude hävitamise instrumendi tööpõhimõte

Ultraheli on materjalikeskkonnas teatud tüüpi elastne mehaaniline laine. See on lainevorm, seega saab seda kasutada inimkeha füsioloogilise ja patoloogilise teabe, nimelt diagnostilise ultraheli tuvastamiseks. Samas on see ka energiavorm, mis teatud doosi ultraheli organismi sees edastamisel interakteerub omavahel. Ultraheli on elastne mehaaniline heli materiaalses keskkonnas ja selle mõju rakkudele hõlmab peamiselt termilisi efekte, kavitatsiooniefekte ja mehaanilisi mõjusid.
Soojusefekt seisneb selles, et kui ultraheli levib keskkonnas, takistab hõõrdumine ultraheli põhjustatud molekulaarseid vibratsioone, mille tulemusena osa energiast muundatakse kohalikuks kõrgeks soojuseks (42-43 kraadi). Seda seetõttu, et normaalse koe kriitiline surmav temperatuur on 45,7 kraadi ja kasvajakude on normaalsest koest tundlikum. Seetõttu on sellel temperatuuril kasvajarakkude metabolism häiritud ning mõjutatud on DNA, RNA ja valgusüntees, mistõttu vähirakud tapavad normaalset kude mõjutamata. Kavitatsiooniefekt on vakuoolide moodustumine organismides ultrahelikiirguse all, mis tekitavad mehaanilise nihkesurve ja turbulentsi koos vakuoolide vibratsiooni ja vägivaldse plahvatusega, põhjustades kasvaja verejooksu, kudede lagunemist ja nekroosi. Lisaks tekitab kavitatsioonimull rebenemisel silmapilkselt kõrgeid temperatuure (umbes 5000 kraadi) ja kõrge rõhk (kuni 500 × 104 Pa) võib põhjustada veeauru termilise dissotsiatsiooni. OH vabad radikaalid ja. H aatomid. Redox põhjustatud. OH vabad radikaalid ja. H-aatomid võivad põhjustada polümeeri lagunemist, ensüümide inaktiveerimist, lipiidide peroksüdatsiooni ja rakkude tapmist. Ultraheli peamine toime on mehaaniline toime. Ultraheli levimisprotsessi ajal põhjustab söötme osakeste vahelduv kokkusurumine ja pikendamine rõhu muutust, mis põhjustab raku struktuuri kahjustamist. Tapva efekti tugevus on tihedalt seotud ultraheli sageduse ja intensiivsusega.
Samas on tegemist ka energiavormiga, mis teatud ultraheliannuse levimisel organismis võib nende koostoime kaudu põhjustada muutusi organismide talitluses ja struktuuris, mida nimetatakse ultraheli bioloogiliseks efektiks.
Ultraheli raku katkestamise instrumendi põhimõte ei ole liiga salapärane ja keeruline. Lihtsamalt öeldes on see elektrienergia muundamine helienergiaks muunduri kaudu. See energia muudetakse vedela keskkonna (näiteks vee) kaudu tihedateks väikesteks mullideks, mis plahvatavad kiiresti ja toodavad energiat nagu väike pomm, mängides seeläbi rolli ainete, näiteks rakkude, lagundamisel (üldtuntud kui "kavitatsiooniefekt"). .