книги / Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами
..pdfпадаются в ультразвуковом поле до отдельных молекул, что эквива лентно увеличению концентрации препарата в единице объема или возрастанию активности на единицу его массы.
С, 1/мл
Рис. 6.1. Экспериментальные точки и теоретические кривые (построены по экотоксикологическому урав нению), описывающие рост СаткМа аШгсапз в пита тельной среде, содержащей гидрозоль клотримазола (моль/л):
О - 0; ♦ - 2,4-10'7; Д - 6,0 Ю '7; х - 1,2 -10'6; □ - 2,4 -10'6;
+- 4 -10'6; О - 6,0 •Ю‘б
6.2.УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ АЭРОЗОЛИ
При аэрозольтерапии лекарственное вещество, будучи распылено на мельчайшие частицы и обладая поэтому большой удельной поверх* ностью, при попадании в органы дыхания воздействует на большую поверхность слизистых оболочек и быстро всасывается в кровь. Аэро золи широко используются в медицине и ветеринарии для индивиду ального и группового лечения респираторных и других заболеваний
человека, массовой вакцинации животных и поддержания необходи мой влажности в помещениях.
Существует много способов диспергирования жидкостей - гид равлический, механический, пневматический и пр., но наиболее эф фективны ультразвуковой и пневмоакустический методы.
Регулируя параметры ультразвука, можно получить частицы аэ розоля самых разных размеров - от 0,03 до 10 мкм в диаметре - и в за висимости от этого обеспечить воздействие на те или иные отделы ды хательной системы. Чем мельче аэрозольные частицы, тем глубже они проникают в легкие. Следует особо отметить, что при ультразвуковом методе аэрозоль получается практически монодисперсным, т. е. боль шинство частиц имеет одинаковые размеры.
На частицах тумана при их образовании могут накапливаться элек трические заряды. В среднем число положительно и отрицательно заря женных частиц примерно одинаково. Разноименно заряженные частицы притягиваются друг к другу и сливаются в более крупные капли, что снижает монодисперсность аэрозоля и, следовательно, меняет его лечеб ные свойства. Для предупреждения этого явления аэрозоль иногда заря жают, используя специальное устройство. Одноименный электрический заряд на частицах препятствует их сближению и слиянию в более круп ные капли. Следует отметить, что в ряде случаев положительно и отри цательно заряженные частицы лекарственного аэрозоля обладают раз ными лечебными свойствами. Например, антибактериальная активность положительно заряженных частиц аэрозоля фурацилина вдвое выше ак тивности частиц, заряженных отрицательно (рис. 6.2).
1,5
о
1,0
I
!9 0,51-
н н
Рис. 6.2. Влияние положительно (+) и отрицательно ( - ) заряженных частиц аэрозолей физиологического раствора и фурацилина, а также их электронейтральных (Н) смесей на число колоний:
К - число колоний в исходной культуре; 1 - число колоний после воздействия аэрозолем физраствора; 2 - число колоний после воздействия аэрозолем раствора фурацилина
Ультразвуковые методы получения лечебных аэрозолей не лише ны недостатков. Они малопригодны для распыления маслянистых жидкостей и вязких растворов. Кроме того, ультразвуковые генерато ры аэрозоля относительно малопродуктивны и пригодны либо для ин дивидуальной терапии, либо для лечения одновременно нескольких человек или животных в небольшом помещении. Пневмоакустические генераторы способны обеспечить лечебным аэрозолем достаточ но большое животноводческое помещение, но в отличие от ультразву ковых генераторов они создают сильный шум, в связи с чем требуются специальные щумозащитные средства, а это ограничивает их приме нение.
Ультразвуковые аэрозоли применяют в медицинской и ветеринар ной практике так же, как и аэрозоли, полученные любым другим путем.
Возможности применения ультразвука в фармации не ограничи ваются приведенными примерами. Направленное изменение активно сти и характера действия препаратов, мытье ампул и стерилизация растворов, производство микродраже и липосомальных форм, а также некоторые другие задачи фармации могут быть решены с помощью ультразвуковых методов.
Список литературы
1.Молчанов Г.И. Ультразвук в фармации. М.: Медицина, 1980.
2.Горбенко П Л ., Адамова И З ., Зилъбер Н А. Реакция дыхательных путей на ингаляции ультразвуковых аэрозолей дистиллированной во ды и изотонического раствора хлорида натрия у больных бронхиаль ной астмой. Пульмонология. 1992. № 1.
3.Улащик В.С., Чиркин А А . Ультразвуковая терапия. Минск: Бела русь, 1983.
4.Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкости / / Физи ческая акустика / Пер. с англ.; Под ред. У. Мэзона. Т. 3. Ч. Б. М.: Мир, 1967.
5.Цыбров Г.Е., Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. и др. Электрические яв ления при ультразвуковой аэрозольной обработке биологических тка ней / / Сообщения АН СССР. 1989. № 1.
Активный транспорт 105,126 Акустическая энергия 44 Акустический импеданс 49 Акустический контакт 21,56 Акустический микроскоп 80 Акустический пограничный слой 23,107 Акустическое изображение 80 Акустическое поле 9,14 Акустическое сопротивление 10,19,21
Акцепторы свободных радикалов 91,97, 209
Аминокислоты 90,91 Амплитуда звукового давления 12,15,67
Амплитуда переменного ускорения И Амплитуда сдвигового усилия 11 Амплитуда скорости 10 Амплитуда смещения 11 Анальгетический эффект 156 Антиген 100,151,199,200 Антиоксидант 32,209 Антитело 100 Артериография 57 Аутогемотерапия 140 Ацетабулярия 102 Аэрозоль 37,43,159,210
Бактерицидный эффект 156 Белки 91,172,175,201,203 Бесплодие 144
Биологически активные вещества 182,202 Биологически активные точки 142,143 Биолюминесценция 99 Биомакромолекулы 90,101 Биополимеры 90 Биосинтез интерферона 192,194 Биотехнология 171 Болевая реакция 150 Болезни копыт 162
Визуализация 17,45,46,48,59 Вирусные частицы 118 Внешнее возмущение 110,112
Внешние раздражители 103 Внутренние органы 151 Внутриклеточная среда 121 Внутриутробная диагностика 52 Внутриутробная смертность 143
Водородпероксид 29,30,39,91,120 Водоросли 36,203
Волна |
|
|
-акустическая |
6 |
|
-бегущая |
22 |
|
-сдвиговая 64 |
|
|
-стоячая |
21 |
|
- сферическая |
164 |
|
Воспалительные явления 148
Воспроизводительные функции 143 Вязкость 11,66,160,171,177 Вязкоупругие свойства 63,177
Газовлагообмен 188 Гемолиз 36,66,75,76,134 Гемостатический эффект 156
Гидродинамические излучатели 171 Гидрофон 39,46 Гипертермия 130,168 Гликоген 24,92 Градиент концентрации 118
Градиент скорости 23,107 Граница раздела 19 Грубые корма 202
Групповая специфичность клеток 199
Давление
-звукового излучателя 45
-радиационное 12,164 Двухслойные липидные мембраны
102
Дегидратация 176 |
|
Дезоксирибонуклеиновая |
кислота |
(ДНК) 23,28,38,97,112 |
|
Денатурация 96,180 |
|
Деполимеризация молекул 96 |
|
Деполяризация мембран 104, |
122, 131, |
137,142 |
|
Десорбция 100,199 |
|
Диагностикумы 118 |
|
Диспергирование 175,181, 190, 206, 207,
211
Диффузионное равновесие 105 Диффузионные процессы 34 Диффузия 27,66,96,101,105,109,118
Дозы ультразвуковой энергии ИЗ, 138 Доплеровская частота 55 Доплеровские методы 54
Дрожжи 115,203 |
|
|
|
Заживление ран 110,148,155,159 |
|
||
Заменители цельного молока 181 |
|
||
Затухание ультразвука |
17 |
|
|
Зондирующий импульс |
49 |
|
|
Излучатели ультразвука 14, 42 |
|
||
Иммунная система 152 |
|
|
|
Иммунологическая |
несовместимость |
||
199 |
|
|
|
Иммунологическая |
специфич- |
ность |
|
199 |
|
|
|
Инактивация ферментов 38,91,183 Ингибиторы дыхания 116 Инкубационное качество яйца 76 Инкубация 197 Инородные тела 50
Инструменты хирургические 155,157 Интенсивность ультразвука 10,13 Инфразвук 8 Ионизирующее излучение 114,153 Ионный транспорт 103,119
Кавитации -зародыши 26
-подавление 36
-порог 26,36,37,41
Кавитация 24,25,28,36,65 Кавитация в тканях 37,41 Калориметрический метод 45 Каталитическая активность 95 Качество мяса 175 Квазистационарное приближение 86 Квазихимическая модель 84 Кинетика инактивации 95
Клеточные мембраны 20, 24, 36, 38, 66,
101
Клеточные органеллы 83,108 Клеточные популяции 83 Клеточный цикл 83,137 Колебательная скорость 27 Коллоидные частицы 2 4 Коллоидный вибропотенциал 24 Консервирование эритроцитов 77 Криохирургический инструмент 156 Кровоток 56
Комбинированные воздействия ИЗ, 147, 179
Кормовые добавки 201 Коэффициент затухания 22
Коэффициент отражения ультразвука
20
Коэффициент поглощения 17,124 Коэффициент проницаемости мембран
118 Коэффициент теплопроводности 19
Крахмал 46,127,182 Криозащитное действие 77 Криоконсервирование 77,189 Криопротекторы 189 Криорезистентность 78,189 Кристаллизация 189
Культура клеток 110,115,118,193,196 Культура тканей 118
Лейкоциты 37,72,110,193 Лекарственные препараты 206 Лизосомы 24,108 Лимфоциты 78,83,116 Липиды 101,173
Липосакция 160 Липосомы 130
Магнитостри кционные |
преобразова |
тели 42,155,171 |
|
Макрофаги 159,161 |
|
Маммография 50 |
|
Массообмен 171 |
|
Межфазное натяжение 101 |
|
Мембранный потенциал |
107,126 |
Методы диагностики 48 |
|
Механизм действия ультразвука 24, 34,
37,118,121,160 |
|
|
Механическая резистентность 71 |
|
|
Механорецептор 11 |
|
|
Механохимические эффекты 28,34 |
|
|
Микронеоднородности 24,26 |
|
|
Микроорганизмы 26,99,149,161,171 |
|
|
Микропотоки |
24, 28, 35, 38, 66, 96, |
100, |
119,171,199,206 |
|
|
Микроскопия акустическая 80 |
|
|
Митоген 117 |
|
|
Митотический цикл 83,173 |
|
|
Митохондрии |
108 |
|
Модель 84,89,126,158,182 |
|
|
Молоко 57,175 |
|
|
Молочные железы 149 |
|
|
Морфологические изменения 98 |
|
|
Мутагенное действие 113 |
|
|
Мягкиеткани |
62,132,157 |
|
Надкостница 21 Необратимые изменения 165 Неспецифическая реакция 140
Неспецифическое воздействие 140 Нуклеиновые кислоты 91,97,112,125
Обезболивающее действие 146,159 Обеспложивание 144,169 Область допустимых состояний 89 Область рабочих состояний 89 Область разрушения 163
Обратимые изменения 105, 115, 122, 126, 166
Одноклеточные 99 Озон 180
Окисление 30,135 Онкология 152 Оплодотворяемость 143
Оплодотворяющая способность 145 Опорно-двигательная функция 146 Опухоли 50,152 Органеллы клеток 12,24,159 Организм 82 Отражение ультразвука 20 Отруби 182 Очистка 179
Пассивный транспорт 119 Первичная реакция 90,134 Переносчики 119 Пероксидное окисление липидов 31 Поверхностная активность 101 Поверхностная энергия 101
Поверхностно-активные биомакро молекулы 109
Поверхностные волны 22,155,157 Поверхностный заряд 22 Поверхность клетки 101 Поверхность раздела 109 Повреждающее действие 30,149 Поглощение ультразвука 17
Подавление биологических функций
111
Подавление нервной проводимости 167
Покровные ткани 147 Поляризация люминесценции 97
Порог ультразвукового действия 104,
122
Порог теплового повреждения 19 Последействие ультразвука 66,109,138 Потенциал Дебая 24,120 Потенциал действия 104 Потенциал покоя 104
Прединкубационная обработка яиц 196
Прерывание беременности 144 Приемники-зонды 45 Приемники ультразвука 16,43
Продуктивность 139 Проницаемость мембран 105,147,153 Проницаемость тканей 146 Прочность клеточных мембран 74 Пузырьки газа 26
Пьезоэлектрические преобразователи 42 Пьезоэффект 42
Радиационное поражение 114,36 Радикально-цепные реакции 30 Радиометр 45,164 Радиопротекторы 117 Размораживание
-тканей 176,191
-клеточных суспензий 192 Разрешающая способность 18,41,80 Разрушение 11,41,45,66,78,165 Рак 152
Распределение интенсивностей 15, 16, 157
Рассеяние ультразвука 57 Реакция биологической системы 89 Регенераций тканей 125,138,159 Регуляторные механизмы 89,145 Резервы организма 148,149,197 Резонансные размеры 27 Рекомбинации радикалов 29 Релея формула 20 Рентгеновское излучение 114 Рентгенография 48
Репарационные механизмы 89,145 Репарация повреждений 112,123,136,139 Репродуктивные органы 52,143 Репродуктивные функции 143 Рецептор 11,135,161 Рефлексогенные зоны 149
Рибонуклеиновая кислота (РНК) 23, 97,
112
Ртутное отравление 76 Рыбная кормовая мука 202
Самоочищающийся фильтр 184 Самостерилизация инструмента 156 Санация полостей 160 Санитарная обработка 180 Селективная дезинтеграция 159
Сверхкритические состояния 33 Светящиеся бактерии 99 Свободные радикалы 28,65,91,97,120,
209 Сдвиг частоты доплеровский 54,55
Сдвиговая вязкость 175 Сдвиговые волны 7 Секторное сканирование 51
Синергический эффект 114,152 Синтезбелка 110,121,147,193 Сканирование
-двухмерное 51 -секторное 51
Скорость деления клеток 111 Скорости кровотока 57 Скорость распространения волн 8 Созревание мяса 175 Сонолиз 30 Сонолюминесценция 29,79 Сонопротекторы 117
Сопротивление клеточных мембран 128
Сопротивляемость организма 110 Сорбция 101,200 Сперматозоиды 144
Стандартная программа реагирования 89
Стерилизация 156 Стимуляция ультразвуковая 82 Стоячая волна 27 Структура мембраны 120 Суспендирование 36,208
Суспензия 36,65,71,194,200,203 Сыворотка крови 79
Тактильные ощущения 11,166 Тепловой механизм 120,123,165 Тепловые эффекты 165 Терапевтическое действие ультразву
ка 82,125,152, Термодиффузионный перенос 20,120 Термошоковые белки 19 Тиксотропные явления 11,119 Торможение деления 38 Транспорт ионов 105,120,125
Трехмерное изображение 59 Тромбоциты 72 Турбидиметрия 72
Увеличение проницаемости 38, 109, 105.130.158.159
Увеличение урожайности 187 Ударные волны 28 Ультразвук в биотехнологии 171 Ультразвук в стоматологии 37 Ультразвук в фармации 206
Ультразвук «диагностический» 41,48 Ультразвуковая акупунктура 142,143 Ультразвуковая дезинтеграция 37, 98,
117.118.159 Ультразвуковая диагностика 41,48
Ультразвуковая гомогенизация 166,181 Ультразвуковая обработка 33, 77, 186,
187 Ультразвуковая остеометрия 61
Ультразвуковая резистентность 73 Ультразвуковая сварка 159 Ультразвуковая сушка 186 Ультразвуковая терапия
-внутренних органов 151
-глазных болезней 150
-кожных болезней 147
-опухолей 152
-суставов 146 Ультразвуковая хирургия
-инструментальная 155
-фокусированным лучом 162 Ультразвуковая цитолизометрия 64 Ультразвуковая эрозия 34
Ультразвуковая эхокардиография 48 Ультразвуковое свечение (см. соно
люминесценция) 35 Ультразвуковой вискозиметр 175 Ультразвуковые ванны 171 Ультразвуковые инструменты 155,157 Ультразвуковые свистки 171
Ф азы митотического цикла 83,137 Фазированные решетки 162 Фазный характер 134 Ферментативная активность 96 Фибробласты человека 110 Физиотерапия 139
Фильтрат 185 Фильтрование 185 Фокальная область 162
Фокусированный ультразвук 162 Фонофорез 106,127, 151 Фотоиндуцированная хемилюминес
ценция 115
Химические реакции 28 Хирургические инструменты 155 Хромосомные аберрации 113
Центральная нервная система 165 Цепные реакции 33 Цитоплазматическая мембрана 37, 101,
107,115 Цитолизометрия 64 Цитоскелет 37
Частота дыхания 143 Частота пульса 143
Ш ум 28,39,43
Экстрагирование 182 Электроакустические преобразователи
171 Электрокинетический потенциал 110
Электронно-возбужденные состояния 28
Электропроводность 96,102,122,131,132 Электрофорез 126,128,129 Электрофоретическая подвижность 97,
115 Эмульсия 181
Эмульгирование 181 Эндоплазматический ретикулум 108 Энергетический выход 30,34 Эритроциты 11, 37, 56, 64, 73, 109, 118,
134 Эффект Доплера 54 Эхограмма 50 Эхозонд 50
Эхолокация 49,53 Эхо-методы 48,50 Эхоэнцефалография 50 Эхоэнцефалоскоп 49
ОГЛАВЛЕНИЕ
В вед ен и е |
|
1. Физическая химия и биофизика ультразвука. |
8 |
1.1. Волны в упругих средах . |
8 |
1.2. Ультразвуковое поле |
16 |
1.3. Затухание ультразвука |
19 |
1.4. Отражение ультразвука. |
22 |
1.5. Искажение формы ультразвуковой волны в реальных |
24 |
условиях |
|
1.6. Акустические течения |
24 |
1.7. Коллоидный вибропотенциал в механизме биологического |
26 |
действия ультразвука |
|
1.8. Ультразвуковая кавитация |
27 |
1.9. Ультразвуковые химические реакции . |
30 |
1.10. Ультразвуковое свечение |
36 |
1.11. Влияние ультразвука на воду и водные растворы . |
37 |
1.12. Ультразвуковая кавитация вбиологических средах |
38 |
1.12.1. Кавитация в суспензиях клеток . |
38 |
1.12.2. Кавитация втканях поддействием низкочастотного |
39 |
ультразвука |
|
1.12.3. Кавитация втканях поддействиемвысокочастотного |
39 |
ультразвука |
|
1.12.4. Кавитация втканях поддействием «диагностического* |
43 |
ультразвука |
|
1.13. Излучатели ультразвука |
43 |
1.14. Приемники ультразвука. |
46 |
1.15. Визуализация ультразвукового поля. |
48 |
Списоклитературы . |
48 |
2. Ультразвуковые методы диагностики . |
50 |
2.1. Ультразвуковые эхо-методы . |
50 |
2.1.1. Одномерная эхолокация |
51 |
2.1.2. Двумерная эхолокация |
53 |
2.1.3. Одномерная эхолокация движущихся структур |
55 |
2.1.4. Доплеровские методы в ультразвуковой диагностике |
56 |
2.1.5. Трехмерные идвижущиеся трехмерные изображения |
61 |
2.2. Ультразвук вдиагностике состояния костнойткани |
61 |
2.3. Ультразвуковой метод оценки вязкоупругих свойств мягких |
65 |
тканей. |
|
2.4. Методы ультразвуковой цитолизометрии |
66 |