Principi de funcionament de l'instrument d'interrupció cel·lular d'ultrasons

L'ultrasò és una mena d'ona mecànica elàstica en el medi material. És una forma d'ona, de manera que es pot utilitzar per detectar la informació fisiològica i patològica del cos humà, és a dir, l'ecografia diagnòstica. Al mateix temps, també és una forma d'energia que, quan una determinada dosi d'ultrasons es transmet dins d'un organisme, interaccionen entre si. L'ultrasò és un so mecànic elàstic en un medi material i els seus efectes sobre les cèl·lules inclouen principalment efectes tèrmics, efectes de cavitació i efectes mecànics.
L'efecte tèrmic és que quan els ultrasons es propaguen al medi, la fricció dificulta les vibracions moleculars causades pels ultrasons, fent que una mica d'energia es converteixi en calor local elevat (42-43 grau). Això es deu al fet que la temperatura letal crítica del teixit normal és de 45,7 graus i el teixit tumoral és més sensible que el teixit normal. Per tant, a aquesta temperatura, el metabolisme de les cèl·lules tumorals es veu interromput i la síntesi d'ADN, ARN i proteïnes es veu afectada, matant així les cèl·lules canceroses sense afectar el teixit normal. L'efecte cavitació és la formació de vacúols en organismes sota irradiació d'ultrasons, que generen pressió de cisalla mecànica i turbulència amb la vibració i explosió violenta de les vacúols, provocant sagnat del tumor, desintegració de teixits i necrosi. A més, quan la bombolla de cavitació es trenca, genera altes temperatures instantànies (uns 5000 graus) i altes pressions (fins a 500 × 104 Pa) poden provocar la dissociació tèrmica del vapor d'aigua. radicals lliures OH i. Àtoms d'H. El Redox causat per. radicals lliures OH i. Els àtoms d'H poden provocar la degradació del polímer, la inactivació d'enzims, la peroxidació de lípids i la destrucció de cèl·lules. L'efecte mecànic és l'efecte principal dels ultrasons. Durant el procés de propagació dels ultrasons, la compressió i l'extensió alternes de les partícules del medi constitueixen un canvi de pressió, causant danys a l'estructura cel·lular. La força de l'efecte mortal està estretament relacionada amb la freqüència i la intensitat dels ultrasons.
Al mateix temps, també és una forma d'energia, que pot provocar canvis en la funció i l'estructura dels organismes a través de les seves interaccions quan una determinada dosi d'ultrasons es propaga dins de l'organisme, conegut com a efecte biològic dels ultrasons.
El principi de l'instrument ultrasònic de interrupció cel·lular no és massa misteriós i complicat. En poques paraules, és la conversió d'energia elèctrica en energia sonora mitjançant un transductor. Aquesta energia es transforma en petites bombolles denses a través d'un medi líquid (com l'aigua), que exploten ràpidament i produeixen energia com una petita bomba, jugant així un paper en la descomposició de substàncies com les cèl·lules (conegut comunament com a "efecte cavitació"). .