WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами Под редакцией доктора технических наук, профессора С.И. Щукина Авторы: Акопян Б.В., Ершов Ю.А. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Весьма эффективен ультразвук (0,88 МГц; 0,3 Вт/см2; 5 мин) при лечении тяжелых проникающих ран роговицы и склеры. Под его влиянием ускоряется рассасывание фибрина и лейкоцитарной инфильтрации, уменьшается отек стромы роговицы. В результате образуется тонкий, почти бессосудистый рубец, похожий по своему строению на строму роговицы.

Вирусный кератит, в том числе у кроликов, собак, лошадей и других животных, после лечения ультразвуком быстро проходит и не оставляет грубых рубцов на роговице.

Для воздействия ультразвуком на глаза животных и человека в настоящее время используется несколько разных способов. Излучатели небольшого размера (диаметром от 0,5 до 1 см) позволяют облучать ультразвуком ограниченный участок глаза при непосредственном контакте с ним. Такой метод чаще всего используют при лечении рубцов, царапин и ран кожных покровов век и кожи вокруг глаз. Для воздействия на сам глаз применяют непрямой контактный метод. В качестве прокладки, передающей акустическую энергию, используют заполненный водой мешочек из тонкой резины, принимающий форму глаза и излучателя. Однако при этом теряется 50...60 % ультразвуковой энергии и становится затруднительной точная дозировка воздействия.

Фонофорез проводят, используя специальную ванночку-векорасширитель, которую устанавливают на предварительно анестезированное глазное яблоко. Края ванночки заводят под веки, а в широкую часть наливают лекарственный раствор, который одновременно используется в качестве среды, обеспечивающей акустический контакт.



При стойких хронических патологических изменениях различных структур глаза ультразвуковая терапия малоэффективна.

3.5.8. Влияние ультразвука на внутренние органы Ультразвук в ряде случаев весьма эффективен при лечении болезней внутренних органов.

При ранних воспалительных поражениях печени ультразвук (0,88 МГц; 0,3...0,6 Вт/см2;

5...10 мин) оказывает нормализующее и противовоспалительное действие. В зрелом возрасте, особенно при гипокинезии и гепатозе, это действие проявляется значительно слабее.

Ультразвуковое воздействие (0,2,..0,4 Вт/см2) на область желчного пузыря усиливает его моторную активность. При хронических холециститах после лечения ультразвуком уменьшаются боли, исчезают диспептические явления, значительно уменьшаются или даже полностью восстанавливаются размеры печени.

Ультразвуковое воздействие (0,2...0,85 Вт/см2) на область желудка или соответствующую паравертебральную зону нормализует его моторную, эвакуаторную и секреторную функции. При гастрите, в частности у собак, ультразвук нормализует всасывательную функцию в среднем на 32 дня, а секреторную - на 37 дней раньше, чем в контроле.

Эффективен ультразвук (0,2...0,6 Вт/см2) и при язвенной болезни.

Под влиянием низкочастотного ультразвука (44...65 кГц) иммунная система испытывает существенные изменения. Воздействие на область селезенки ультразвуковым инструментом с амплитудой 0,3...З мкм в течение минуты, повышая устойчивость иммунной системы к инфекциям, обеспечивает выживание, по крайней мере, 20 % животных в эксперименте после их заражения высоковирулентным штаммом коклюшных бактерий.

Интенсивность иммуногенеза в ответ на введение в организм антигена возрастает, если предварительно - за 24...48 ч - подвергнуть животное ультразвуковому воздействию.

Интенсификация иммуногенеза, очевидно, обусловлена общей реакцией организма на внешнее неспецифическое воздействие и отчетливо проявляется в повышении содержания гемолизинов и гемгтлютининов в крови, а также повышении количества антител и розеткообразующих клеток в селезенке.





3.5.9. Лечение опухолей

Ультразвук низких интенсивностей (0,4...2,5 Вт/см2) редко применяется в онкологии. С одной стороны, он стимулирует иммунную систему, что в ряде случаев приводит к рассасыванию опухолей, в том числе и тех, которые не подвергались непосредственному воздействию ультразвуком, а с другой - интенсифицирует обменные процессы, ускоряя разрастание опухолевых тканей. Такая двойственность обусловливает определенную степень непредсказуемости, что и препятствует применению ультразвука низкой интенсивности в онкологии.

Ультразвук высоких интенсивностей (1000 Вt/cm2) способен полностью разрушить опухолевую ткань. При этом ввиду фокусирования область, где интенсивность ультразвука превышает порог разрушения, может быть весьма ограничена, что позволяет воздействовать на опухоль или ее фрагменты, не нарушая целостности окружающих здоровых тканей. Однако после разрушения новообразования весьма велика вероятность гибели организма от интоксикации продуктами распада опухоли, а разрушать ее по частям нельзя, так как оставшиеся фрагменты начинают бурно разрастаться, увеличивается и вероятность метастазирования.

Эффективность ультразвуковых методов в онкологии можно существенно повысить, комбинируя ультразвук с другими видами воздействия.

Значительно усиливает ультразвук низких интенсивностей действие противоопухолевых препаратов на клетки (см., например, разд. 3.2.5). Однако при введении в организм внутривенно, внутримышечно или перорально концентрация противоопухолевых препаратов в опухолях нередко оказывается ниже, чем в здоровых тканях.

Снижать количество вводимого в организм лекарства тоже нельзя, так как в низких концентрациях многие противоопухолевые препараты стимулируют злокачественный рост. Эти препараты вовсе не безвредны для организма и так же, как и в опухолях, подавляют или останавливают рост клеток в здоровых тканях.

При поверхностном расположении опухоли ультразвук может быть использован для фонофоретического введения противоопухолевых препаратов непосредственно в пораженную ткань. При этом он не только способствует накоплению препарата в опухоли, но и облегчает его проникновение внутрь клеток, поскольку увеличивает проницаемость клеточных мембран. Кроме того, благодаря синергизму ультразвука и противоопухолевых препаратов существенно интенсифицируется их действие.

Метод чрескожного фонофореза противоопухолевых препаратов, очевидно, непригоден для лечения новообразований, лежащих в глубине тканей. В этом случае для доставки препарата к опухоли можно использовать липосомы (см. подразд. 3.3.4). Доставленные током крови к прогретой ультразвуком опухоли липосомы именно здесь высвободят противоопухолевый препарат, который благодаря повышенной в результате ультразвукового воздействия проницаемости клеточных мембран будет депонироваться, в основном, в опухолевой ткани.

Аналогичный процесс, но значительно менее выраженный, наблюдается и при введении лекарственных препаратов непосредственно в кровь.

Сочетание ионизирующих излучений с ультразвуком низких интенсивностей, а также ультразвуком, обеспечивающим гипертермию опухолей, значительно повышает терапевтическую эффективность радиотерапии. Синергизм этих воздействий (см. подразд.

3.3.6) позволяет при тех же результатах в несколько раз снизить дозу лучевого воздействия и таким образом избежать сосудистых, воспалительных и других осложнений, наблюдающихся при традиционных способах радиотерапии.

Список литературы

1. Аграненко ВА., Скачилова H.П. Гемотрансфузионные реакции и осложнения. М,:

Медицина, 1986.

2. Акопян В.Б. Лечит ультразвук. М,: Колос, 1983.

3. Акопян В.Б. Физические основы ультразвуковой криобиологии // Доклады III национальной школы по криобиологии и лиофилизации. Смолян (Болгария), 1987.

4. Акопян В.Б, Коржевеnко Г.Н, Шапгип-Березовский Г.Н. Скрытый резерв роста и развития живых систем //Вестник с.-х. науки, 1988.

5. Акатов В.А., Париков В.А. Ультразвук и его применение в ветеринарии. М.: Колос, 1970.

6. Александров В Я. Клетки, макромолекулы и температура. Л.: Наука, 1975.

7. Вишневский В.И. Стимулирующий ультразвук и криоконсервирование // Криобиология, 1989. № 4.

8. Гавашели T.B,t Акопян В.Б. Макаров С.Н Ультразвуковая резистентность эритроцитов рыбы при ртутном отравлении // Доклады ВАСХНИЛ. 1982. № 7.

9. Гаврилов Л.Р.t Цирульников Е.М. Фокусированный ультразвук в физиологии и медицине.

Л.: Наука, 1980.

10. Кобахидзе З.В. Салдадзе МЛ. К теоретическим основам физиотерапии. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1980.

11. Криоконсервация спермы сельскохозяйственных животных. А.Д. Курбатов, Е.М. Платов, П.В. Корбан и др. Л.: Агропромяздат, 1988.

12. Маргулис МЛ. Звукохимические реакции и сонолюминесцевия. М.: Химия, 1986.

13. Молчанов Г.И. Ультразвук в фармации. М.: Медицина, 1980.

14. Николаев ГА., Лощилов В.И. Ультразвуковая технология в хирургии. М.: Медицина, 1980.

15. Нудыга В.П. Ультразвук в сельском хозяйстве. Краснодар; Краснодарское кн-е изд-во, 1975.

16. Применение ультразвука в медицине. Физические основы / Пep. с англ.; Под ред. К.

Хилла. М.: Мир, 1989.

17. Tamapинов A.M.,Саулгозис Ю.} Янсон Х.А., Изменение скорости ультразвука и рентгенооптической плотности кости при физических нагрузках // Биомеханические исследования в травматологии и ортопедии. М.: Медицина, 1988.

18. Улащик B.C., Чиркин А.А,. Ультразвуковая терапия. Минск; Беларусь, 1983.

19. Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкости //Физическая акустика / Пep. с англ.; Под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1967.

20. Фридман Ф.Е., Гундорова Р.А., Кодзов М.Б. Ультразвук в офтальмологии, М.: Медицина, 1989.

21. Цыбров Г.Е, Ершов Ю.А.-, Швтнева Т.В. и др. Электрические явления при ультразвуковой аэрозольной обработке биологических тканей // Сообщения АН ГCCR 1989. № 1.

22. Эльпинер И.К. Биофизика ультразвука. М.: Наука, 1973.

4. УЛЬТРАЗВУК В ХИРУРГИИ

Поиск и разработка методов снижения травматичности, кровопотери и болевых ощущений при хирургических операциях, методов, позволяющих ускорить заживление послеоперационных ран и рассасывание рубцов, а также методов, облегчающих труд хирурга-оператора, - важные задачи современной хирургии, решению которых способствует применение ультразвука.

Можно выделить две основные области использования ультразвука в оперативной хирургии. Это инструментальная ультразвуковая хирургия и локальные разрушения а глубине тканей с помощью фокусированного ультразвука.

4.1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ

ХИРУРГИЯ

За последние годы в практику стали широко внедряться физические методы хирургического воздействия с применением электрокоа-гуляционной, лазерной, криогенной и ультразвуковой техники.

4.1.1. Принцип действия ультразвуковых инструментов Рабочая часть ультразвукового хирургического ножа имеет традиционную форму лезвия скальпеля, соединенного волноводом с магнитострикционным или пьезокерамическим преобразователем. Рабочая часть может иметь и другую форму в соответствии с требованиями выполняемой операции. Амплитуда колебаний режущей кромки в зависимости от поставленной задачи может быть изменена от 1 до 350 мкм, а частота выбирается в диапазоне от 20 до 100 кГц. Как известно, трение покоя больше, чем трение скольжения, поэтому трение между двумя поверхностями уменьшается, если одна из них совершает колебательные движения. Именно поэтому работа с ультразвуковыми инструментами требует от хирурга меньших усилий.

Характер разрушения тканей под действием ультразвукового хирургического инструмента зависит от строения его рабочей части, амплитуды и направления колебаний. Зависит он и от вязкоупругих свойств и однородности ткани.

При рассечении мягких тканей ультразвуковым ножом, лезвие которого совершает продольные ультразвуковые колебания, взаимодействует с тканью лишь кромка лезвия, обеспечивая процесс микрорезания, существенно усиливающего режущие свойства инструмента. Кроме того, у кромки лезвия колеблющегося инструмента выделяется теплота, локально повышающая температуру ткани и обусловливающая гемостатический эффект в результате термокоагуляции крови.

Так, применение ультразвукового скальпеля, амплитуда колебаний кромки которого лежит в интервале 15...20 мкм при частоте 44 кГц, в 6 8 раз уменьшает кровотечение из мелких и средних сосудов, в 4-6 раз снижает усилие резания, а также существенно облегчает строго послойное разделение кожи, подкожной жировой клетчатки и рубцовоизмененного хряща. Очевидно, что если на инструмент наложены лишь продольные колебания, то его воздействие на стенки раневого канала минимально.

Для разрушения некоторых патологических образований используют специальные волноводы - дезинтеграторы, рабочий конец которых помимо продольных совершает и поперечные колебания. Такие инструменты оказывают существенное влияние па окружающие ткани и по мере введения инструмента разрушают их.

Ультразвуковые инструменты обладают явными преимуществами перед электро- или криохирургическими, так как не прилипают к ткани и поверхности раневого канала и не испытывают дополнительных травм. Ультразвуковой скальпель не уступает в ряде случаев и лазерному хирургическому инструменту, так как, ощущая сопротивление ткани при операции, хирург лучше контролирует процесс ее рассечения.

В зависимости от поставленной задачи ультразвуковые инструменты могут иметь самые разные размеры и форму.

Следует отметить, что при использовании ультразвукового хирургического инструмента наряду с гемостатическим эффектом наблюдаются также анальгетический и бактерицидный и/или бактериостатический эффекты.

Бактерицидный эффект позволяет использовать простую и оригинальную методику самостерилизации хирургического инструмента. Рабочую часть инструмента опускают в раствор дезинфектанта и включают генератор. Ультразвуковые колебания вызывают интенсивные микротечения жидкости вблизи инструмента, очищающие его поверхность.

Кроме того, увеличивая проницаемость мембран клеток болезнетворных бактерий по отношению к дезинфицирующему веществу, ультразвук повышает эффективность его действия, что позволяет в 10 ~100 раз снизить концентрацию этого вещества в растворе.

Если, например, лезвие ультразвукового скальпеля погрузить в бульон со стандартной культурой гемолитического плазмокоагулирующего стафилококка, после этого включенный инструмент подвергнуть двухминутной самостерилизации в разбавленном (0,025...0,5 %) растворе диоцида, выключить его и привести в соприкосновение с поверхностью кровяного агара, то число выросших микробных колоний окажется тем меньшим, чем выше была амплитуда колебаний инструмента (табл. 4.1).

Таблица 4.1 Число микробных колоний на агаре через 24 ч после соприкосновения с ультразвуковым инструментом, прошедшим двухминутную обработку в 0,05%-ном растворе диоцида Амплитуда колебаний ультразвукового инструмента, мкм Число микробных колоний Контрольный смыв водой с ультразвукового лезвия, кантамивированного Е, coli, уже через 3 ч инкубации дает в питательной среде бурный рост культуры.

Если же загрязненный Е. coli нож, колеблющийся с ультразвуковой частотой и амплитудой 20...30 мкм, поместить на 1...2 мин хотя бы в дистиллированную воду, то последующий смыв с него не даст заметного роста культуры в течение 6...9 ч.

Чем выше амплитуда колебаний, тем более выражен эффект задержки роста культуры.

Обработка вибрирующего с амплитудой 30 мкм лезвия в растворе диоцида (0,025 %) в течение 1,5 мин приводит к стерилизации инструмента.

Аналогичные данные были получены при стерилизации в растворе диоцида ультразвуковых инструментов, загрязненных средой, содержащей Вас. micoides.

На практике для стерилизации ультразвуковой инструмент, колеблющийся с максимальной амплитудой, опускают на несколько секунд в сосуд с любым дезинфицирующим раствором, например перекиси водорода.

4.1.2. Влияние ультразвукового хирургического инструмента на рассекаемую ткань Длина продольных акустических волн в мягких тканях и жидких средах в диапазоне хирургических ультразвуковых частот составляет 2...7,5 см. Следовательно, градиенты давлений, смещений, колебательных скоростей и ускорений в биологических тканях невелики (см. § 1.2). Поэтому клетки с размерами 10-3...10-4 см не испытывают в поле низкочастотного ультразвука практически никакого воздействия.

Значительно большее влияние на ткани могут оказывать поверхностные сдвиговые волны, возникающие в рассекаемых тканях под действием хирургического инструмента и быстро затухающие в тонком слое, граничащем с ультразвуковым инструментом, или на границах тканей с отличающимися сдвиговыми характеристиками.

Низкочастотные колебания ультразвукового хирургического инструмента даже при амплитудах, измеряемых микрометрами, вызывают увеличение проницаемости клеточных мембран тканей, соприкасающихся с инструментом.

В этом легко убедиться в модельных опытах на ткани картофеля. Производя ультразвуковым скальпелем надрезы на пластинках из клубня картофеля, можно видеть, что толщина слоя ткани с новы щепной к ионам йода проницаемостью клеточных мембран растет пропорционально амплитуде колебания инструмента и температуре ткани (рис. 4.1).

–  –  –

При повышении амплитуды колебаний ультразвукового хирургическ гического инструмента возрастает и амплитуда поверхностных сдвиговых колебаний, и соответственно колебаний увеличиваются потери энергии на границах сред, отличающихся по своим сдвиговым характеристикам. Чем больше различия в этих характеристиках, тем больше потери характеристиках акустической энергии, и тем больше теплоты выделится на границе сред энергии сред.

Например, при практически равных объемно-упругих свойствах модули сдвига здоровых и патологических тканей могут быть больше или меньше в несколько раз. Это позволяет, используя специальные инструменты дезинтеграторы, производить селективную дезинтеграцию папиллом, ангиом, гемангиом и других новообразований до состояния аэрозоля, не нарушая целостности здоровых тканей.

Селективность ультразвукового разрушения наглядно проявляется на модели, состоящей из двух соприкасающихся слоев, например желатинового или агарового геля. Чем больше отличаются эти слои по содержанию воды, тем больше различие в их сдвиговых характеристиках. Результаты экспериментов на двухслойных гелях качественно совладают с результатами разрушения новообразований, граничащих со здоровой тканью.

Механизм селективной ультразвуковой дезинтеграции новообразований может быть представлен в виде следующей цепочки: появление интенсивных сдвиговых волн на границе между слоями, отличающимися по модулю сдвига — образование в зоне раздела разрывов, заполняемых микропузырьками газа рост и раскачка газовых пузырьков, приводящие к возникновению дополнительных разрывных усилий — появление газовой фазы между слоями, локализующей ультразвуковое воздействие в пределах одного слоя— селективная дезинтеграция.

Очевидно, что эффективность ультразвукового разделения слоев двухслойной полужидкой структуры и селективность разрушения слоя, в который введен волновод, зависят от различий в модулях сдвига утих слоев.

Способность ультразвука при достаточно высокой плотности энергии разрушать клетки тканей, эмульгировать жир, снижать эффективную вязкость веществ используется в липосакции - вакуумном удалении подкожного жира после его ультразвуковой дезинтеграции. Этот метод сегодня наиболее популярен при проведении хирургической коррекции фигуры. Последние исследования показали, что дезинтегрированный ультразвуком подкожный жир вовсе необязательно удалять искусственно. Он сам в течение нескольких дней всасывается в кровь без каких-либо дополнительных процедур или применения лекарственных препаратов и выводится естественным путем.

Ультразвуковой метод одновременно подтягивает кожу делает се гладкой и эластичной.

Если твердое тело или ткань граничат с жидкой средой - водой, физиологическим раствором, раствором антибиотиков или других лекарственных веществ, то ультразвук вызывает в жидкости на границе раздела появление интенсивных потоков с большими градиентами скоростей. В результате этого поверхность очищается, а вещество из раствора быстро диффундирует в ткань. Этот эффект широко используется в хирургии для мытья медицинских инструментов, рук хирурга-оператора, для санитарной обработки полостей и ран, Для санации полостей в организме или глубоких ран их заполняют раствором антибиотика и погружают в раствор ультразвуковой инструмент - дезинтегратор, рабочая часть которого представляет собой цилиндрический волновод диаметром в 3...5 мм. Для предотвращения травмирования инструментом слизистых оболочек в закрытых полостях, где визуальный контроль затруднен или невозможен, рабочий конец волновода ограждают устройством из крупноячеистой защитной сетки.

Если необходимо санировать поверхностные раны, то вокруг них выкладывают стенку из размягченного пчелиного воска или прижимают к коже, окружающей рану полый пластмассовый или стеклянный цилиндр, в который и наливают раствор антибиотика.

Иногда обработку раны проводят, постоянно подавая раствор лекарственного вещества так, чтобы слой раствора оказывался между волноводом и раневой поверхностью.

Под влиянием колеблющегося ультразвукового инструмента, введенного в раствор, в нем возникают неустойчивые кавитационные полости. Пульсации и схлопывание этих полостей приводят к появлению энергичных микротечений и ударных волн. Эта совокупность кавитационных эффектов обеспечивает смыв с поверхностей полостей и ран отмерших частиц тканей, фибринозных и других отложений, а также клеток болезнетворных микроорганизмов. Часть микроорганизмов разрушается в кавитирующей жидкости, часть гибнет под действием растворенного антибиотика.

Следует отметить, что после воздействия ультразвуком жизнеспособность оставшихся целыми бактериальных клеток заметно подавляется, резко снижается их способность размножаться и образовывать колонии, в 2-4 раза увеличивается чувствительность к действию большинства антибактериальных препаратов.

Обработка низкочастотным ультразвуком раневых поверхностей и слизистых оболочек через растворы фармакологических препаратов приводит не только к очистке и обеззараживанию поверхностей, но и к фонофорезу и депонированию лекарственных веществ в тканях. Кроме того, благодаря сосудорасширяющему действию ультразвука улучшается снабжение тканей кровью, ускоряются обменные процессы, активируются макрофаги, сокращаются сроки заживления ран, уменьшается вероятность осложнений.

Например, при кишечнополостных операциях санация полости более чем вдвое сокращает число случаен гибели от перитонитов.

Совокупность эффектов, обусловливающих полезные свойства ультразвуковых инструментов, стала основой их применения в стоматологической практике. Ультразвук, использованный впервые в 1955 г. для удаления зубных камней, в дальнейшем стали применять для очистки, санации и шлифовки поверхности зубов. Разработаны специальные стоматологические методы фонофореза и электрофонофореза, позволяющие существенно повысить концентрацию лекарственных веществ в тканях, окружающих корень зуба.

Традиционные ультразвуковые инструменты оказались весьма полезными и удобными при челюстных операциях. Их кровоостанавливающее и аналгезирующее действие ярко проявляется при операциях на пронизанной кровеносными сосудами и богатой болевыми рецепторами слизистой рта.

Ультразвуковые ванны широко используются для санитарной очистки стоматологических инструментов, изделий зубных техников и т.д. Следует отметить и появление ультразвуковых зубных щеток, легко очищающих даже стойкий налет с поверхности зуба.

Применение низкочастотного ультразвука также весьма перспективно в ветеринарной хирургии. Наряду с использованием хирургического инструмента для оперативных вмешательств, санации ран и полостей, ускорения полимеризации биологических клеев для бесшовного соединения краев ран представляет интерес использование специальных ультразвуковых ванн для лечения ряда болезней копыт и копытец, приносящих ощутимый урон промышленному животноводству.

4.2. ХИРУРГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ФОКУСИРОВАННЫМ УЛЬТРАЗВУКОМ

НА ВНУТРЕННИЕ СТРУКТУРЫ ОРГАНИЗМА

Фокусированный ультразвук нашел применение в медицинской хирургической практике для решения ряда специфических задач.
В практической ветеринарии он пока не используется, поскольку это требует стационарных условий и специальной техники. В то же время воздействие фокусированным ультразвуком широко применяется в практической медицине для разрушения небольших образований в глубине организма без ицине травмирования окружающих тканей и нарушения целостности кожных покровов, а также в экспериментальной биологии для получения информации, необходимой при разработке био информации новых методов диагности и лечения.

диагностики 4.2.1. Фокусирование ультразвука

–  –  –

Рис. 4.2. Геометрические характеристики сферического излучателя и фокусированного ультразвукового ноля: R - радиус излучателя; F - фокусное расстоян расстояние; h - глубина;

угол раскрытия; r и I радиус и длина фокальной области соответственно

–  –  –

Характеристики ультразвука в фокальной области легко оценить, зная размеры и радиус кривизны керамического преобразователя а также частоту ультразвука и его преобразователя, интенсивность у излучающей поверхности. Так, радиус фокальной области определяют по формуле Где F расстояние от фокальной области до излучателя;

–  –  –

Сходясь в фокусе, ультразвуковые волны затем расходятся вновь. При этом знак кривизны фокусе фронта волны меняется на обратный (рис. 4.3). В самой фокальной области волну можно считать практически плоской и использовать для расчетов известные соотношения для ски плоской волны (см. §§ 1,1; 1,2).

см.

Фокальную область излучателя совмещают с участком, который необходимо разрушить, используя стереотаксическую установку.

Воздух между излучателем и тканью, как известно, является непреодолимой преградой одолимой для ультразвука. Поэтому пространство между излучателем и поверхностью заполняют лучателем жидкостью в мешочке из тонкой резины. Чаще всего в качестве контактной жидкости используют дегазированную воду. В такой воде под действием ультразвука не выделязированную ются пузырьки газа, поглощающие акустическую энергию.

газа Биологические эффекты существенно зависят от интенсивности фокусированного ультразвука, а измерить интенсивность в фокусе весьма непросто. Поэтому ее измеряют обычно в воде, акустические Рис. 4.3. Изменение знака кривизны фронта волны при переходе через фокус

–  –  –

Необходимо отметить, что порога биологического действия плоской ультразвуковой отметить ской волны значительно ниже порогов действия фокусированного ультразвука на те же кусированного структуры. По-видимому, это обусловлено сравнительно малым объемом фокальной области. Известно, например, что кавитационная прочность воды и мягких биологических тканей при фокусировании ультразвука и уменьшении размеров области воздействия резко возрастает (см. § 1.13).

При относительно малых интенсивностях в фокальной области (0,4...300 Вт/см2) и импульсном режиме воздействия можно наблюдать возбуждение одиночных тканевых рецепторов и возникновение спайковой активности у черноморских скатов, раздражение центральных нервных структур виноградной улитки, слуховых рецепторов лягушки и человека и т.д. При несколько более высоких интенсивностях ультразвука или при большей длительности импульса наблюдается обратимое подавление активности нервных структур.

Инициирование обратимых изменений в отдельных структурах центральной нервной системы позволяет локализовать структуры, ответственные за тс или иные проявления в состоянии или поведении животного, а в дальнейшем и управлять его поведением. Можно также обратимо отключать соответствующие центры для проведения хирургических операций без применения анестетиков и наркотических средств.

Тепловые эффекты, обусловливающие стойкие, необратимые, гистологически регистрируемые изменения в фокальной области, возникают в тканях при интенсивностях ультразвука, измеряемых сотнями и тысячами Вт/см2, и чем выше интенсивность ультразвука, тем меньше времени требуется для разрушения ткани. Разрушения, вызываемые тепловыми эффектами, проявляются в тканях не сразу после воздействия ультразвуком, а спустя 2...3 мин и в последующие 15…20 мин продолжают увеличиваться в размерах.

Немедленные изменения «под лучом» возникают при интенсивностях ультразвука, превышающих пороги кавитации в мягких тканях. При этом кровотечение, разрывы и гомогенизацию тканей в фокальной области можно наблюдать и без применения тонких гистологических методов.

4.2.3. Использование фокусированного ультразвука в экспериментальной биологии и медицине Возможность вызывать в тканях локальные обратимые и необратимые изменения с помощью фокусированного ультразвука широко используется на практике. В частности, бесконтактное ультразвуковое раздражение нервных структур на поверхности организма и в глубине тканей без нарушения целостности кожных покровов и, следовательно, без оперативного вмешательства позволило определить пороговые амплитуды смещения частиц среды, вызывающие возбуждение ряда нервных структур и обусловливающие разнообразные ощущения (табл. 4.2).

Таблица 4,2 Пороговые смещения, вызывающие возбуждения некоторых нервных структур

–  –  –

Часть исследований была выполнена на людях-добровольцах, и основном на авторах этих исследований, уверенных в невозможности случайного поражения жизненно важных нервных центров. Выбор объекта обусловлен тем, что только человек может сообщить о возникаюих у него ощущениях и описать их характерные особенности.

Раздражая ультразвуком чувствительные точки, можно вызвать практически все известные ощущения - прикосновения и боли, тепла и холода, щекотки и зуда; однако не все рецепторы качественно одинаковы. В одних, увеличивая интенсивность ультразвукового воздействия, можно последовательно вызвать тактильные, тепловые и болевые ощущения; в других - тактильные и тепловые; в третьих - только тактильные.

Следовательно, используя фокусированный ультразвук, можно не только селективно воздействовать на отдельные рецепторные структуры, по и исследовать различия в реакции одних и тех же структур при дозированном изменении величины стимула.

Результаты исследования реакций одних и тех же рецепторов на разные ультразвуковые стимулы при различных температурах окружающей среды показали, что одни и те же воспринимающие нервные структуры обеспечивают ощущение тепла и холода, а появление того или иного ощущения зависит от соотношения температуры тела и температуры окружающей среды.

Исследования влияния фокусированного ультразвука на механорецепторы животных тельца Пачини и слуховые рецепторы - позволили показать, что электрофизиологическая реакция этих структур возникает при механических смещениях окружаю/пей среды, составляющих сотые доли микрометра. Эти смещения в 100-1000 раз меньше размеров воспринимающих структур.

Весьма многообещающи результаты исследования возможности возбуждать с помощью фокусированного ультразвука рецепторы внутреннего уха у больных с нарушением звукопроводящих путей. При подаче к нервным окончаниям внутреннего уха сфокусированных высокочастотных ультразвуковых колебаний, модулированных сигналом звуковой частоты, глухие начинают слышать.

Ультразвуковые воздействия с интенсивностью, превышающей 30 Вт/см2, при определенных условиях могут вызвать обратимые изменения в проводимости нервных волокон. Температура тела при этом увеличивается не более чем на 1 0C.

Необратимое подавление нервной проводимости интенсивным фокусированным ультразвуком успешно используется для лечения весьма болезненных подкожных невром.

Импульсный ультразвук с частотой 2,7 МГц и интенсивностью в фокальной области примерно 1700 Вт/см2 при воздействии на периферические нервы в непосредственной близости от невромы быстро снимает болевые ощущения.

Фокусированный ультразвук применяют в экспериментальной и практической медицине для торможения доброкачественного и злокачественного опухолевого роста.

Клетки опухолевых тканей разрушаются быстрее здоровых, что подтверждается гистологическими исследованиями. Через несколько дней после воздействия опухоли, как правило, размягчаются и уменьшаются в размерах. Ни роста опухоли, ни метастазирования или других отрицательных последствий после ультразвукового воздействия не наблюдается.

Следует, однако, отметить, что разрушение больших объемов опухолевых тканей часто приводит к летальному исходу в результате интоксикации организма продуктами тканевого распада. У выживших, как правило, наблюдается рассасывание остатков опухолевых тканей и полное выздоровление.

Хорошие результаты при лечении опухолевых патологий дает метод ультразвуковой гипертермии, основанный на том, чти клетки здоровой ткани выдерживают нагревание до более высокой температуры, чем клетки опухоли. Один или несколько фокусирующих излучателей позволяют обеспечить управляемый нагрев глубоко расположенных опухолевых тканей и достаточно длительное время поддерживать их при температуре, превышающей 42 0С.

Преимущество ультразвуковой гипертермии перед УВЧ - или СВЧ - нагревом состоит в том, что ультразвуковой нагрев может быть точнее локализован. Помимо чисто температурного, ультразвук обладает и цитотоксическим действием.

Механизм гибели клеток пол воздействием ультразвука при повышенных температурах практически не изучен, и лишь предполагается, что основной мишенью разрушающего действия ультразвука являются цитоплазматические мембраны. Вероятно, дальнейшие исследования позволят достичь максимальной эффективности при использовании фокусированного ультразвука для лечения заболеваний опухолевой этиологии.

Недавно был разработан новый эффективный метод уничтожения опухолей головного мозга, не поддающихся обычному хирургическому лечению. В его основе принцип разрушения патологического образования фокусированным ультразвуком. Для фокусирования энергии в нужном месте на черепе пациента располагают несколько относительно слабых источников ультразвука. С помощью компьютерной программы, в которую закладываются полученные с помощью томографии данные о структуре черепа и головного мозга пациента, рассчитываются направление и интенсивность ультразвуковых импульсов так, чтобы только в опухоли они создавали достаточно высокую плотность ультразвуковой энергии.

Одним из последних достижений в этой области можно считать разработку метода ультразвукового лечения рака простаты. Вся лечебная процедура заключается в проведении управляемого компьютером воздействия фокусированным ультразвуком на опухоль под местной анестезией. Каждый сеанс длится около 45 мин. Новый метод лечения рака предстательной железы требует всего двух сеансов, тогда как при радиационной терапии положительный эффект достигается при двадцатикратном облучении. Кроме того, ультразвуковой метод эффективнее и значительно безопаснее для больного и окружающих.

Фокусированный ультразвук можно применять при лечении болезни Меньера. Сущность болезни состоит в нарушениях во внутреннем ухе, что приводит к приступам головокружения. Ультразвук фокусируется на латеральном полукружном канале уха и разрушает определенные структуры в лабиринте. Для этого метода лечения очень важна точная дозиметрия, поскольку вблизи полукружного канала проходит лицевой нерв и разрушение этого нерва ведет к лицевому параличу. При удачном исходе операции пациенты на длительное время избавляются от головокружений.

Перспективен новый простой и безопасный способ мужской стерилизации, заключающийся в разрушении семявыводящего протока при помощи ультразвука. 13 отличие от традиционной вазэктомии, ультразвуковая стерилизация проводится без нарушения целостности покровных тканей. Семявыводящий проток фиксируют специальным зажимом, в который встроен излучатель ультразвука. Энергия ультразвука фокусируется под кожей на семявыводящем протоке, который в течение 20...50 с нагревается до 50°, что приводит к гибели клеток и образованию спаек, полностью перекрывающих просвет. Методика испытана на экспериментальных животных.

Весьма перспективно использовать ультразвук и для коррекции деятельности отдельных структур головного мозга. Так, неконтролируемые подергивания головы и конечностей, являющиеся симптомами болезни Паркинсона, можно ликвидировать, нарушив деятельность соответствующих глубинных участков мозга путем ультразвукового воздействия.

Вызванные с помощью фокусированного ультразвука локальные разрушения можно использовать не только для уничтожения патологических участков, но и для исследования роли отдельных структур мозга в процессе жизнедеятельности, а также для изучения структурных связей в центральной нервной системе. Возможно, в ходе исследований на животных будут намечены новые подходы к лечению ряда болезней человека, а также к управлению продуктивностью и поведением сельскохозяйственных животных.

Для воздействия фокусированным ультразвуком на мозг животного в его черепе заранее готовят трепанационное отверстие, так как прохождение ультразвука через неоднородную по структуре и неравномерную по толщине коего черепа приводит к сильной расфокусировке луча.

Однако в ряде случаев, в частности у крупных животных, удастся выбрать участки черепа без резких изменений толщины и кривизны, при прохождении через которые ее наблюдается существенных искажений формы ультразвукового поля и геометрии фокального пятна. Чем крупнее животное, тем легче найти на его черепе подходящие участки, так как у мелких животных весьма значительны изменения радиусов кривизны костей черепа и их толщины. При прохождении ультразвука через кости черепа мелких животных можно наблюдать смещение фокальной области от расчетного положения, расфокусировку и появление новых вторичных фокусов. Интенсивность ультразвука в этих вторичных фокусах значительно ниже, чем в главном, но нередко достаточна для того, чтобы вызвать повреждения и другие нежелательные биологические эффекты.

Использование фокусированного ультразвука в экспериментальной медицине и ветеринарии только начинается. Однако успехи, например, в лечении рака простаты, позволяют надеяться, что дальнейшие исследования дадут и руки экспериментаторам и практикам хороший инструмент воздействия на внутренние структуры организма без нарушения целостности покровных и окружающих тканей.

Список литературы

1. Акопян В.Б. Лечит ультразвук. М,: Колос, 1983.

А.с. 918840. Способ определения формы ультразвуковою ноля при биологических • исследованиях / В.Б. Акопян, А.С. Дубовой, 1981.

Гаврилов Л.Р„ Хэпд Дж. Разработка и экспериментальное исследование внутриполостной • фазированной антенной решетки для ультразвуковой хирургии простаты // Акустический журнал. 2000. № 2.

Гавралов Л.Р.} Хэпд Дж. Двумерные фазированные решетки для применения в хирургии:

• перемещение одиночного фокуса // Акустический журнал. 2000. № 4.

Гаврилов Л.Р, Хэпд Дж„ Юшина Й,Г. Двумерные фазированные решетки для применения • в хирургии: сканирование несколькими фокусами // Акустический журнал. 2000. № 5.

Гаврилов Л,Р„ Цирульников Е.М. Фокусированный ультразвук в физиологии и медицине.

• Л.: Наука, 1980, Гладилин О.В., Догадов А.А. Фокусирующие излучатели ультразвука с электрически • управляемой пространственно-временной структурой создаваемых полей // Акустический журнал. 2000. № 4.

Дубров Э.Я. Рану лечит ультразвук // Компьютерные технологии в медицине. 1997. № 2, • Цирульников Е.М., Гаврилов Л.Р., Дэвис И. О различных ощущениях кожной боли // • Сенсорные системы. 2000.

Николаев Г.А., Лощилов В.И. Ультразвуковая технология в хирургии. М.; Медицина, • 1980.

Применение ультразвука в медицине. Физические основы / Пер. с англ.; Под ред. К.

• Хилла. М.: Мир, 1989.

Янсоп Х.А., Дзенис В.В., Татаринов A.M. Ультразвуковое исследование трубчатых • костей / Рига: Зинатне, 1990.

5. УЛЬТРАЗВУК В БИОТЕХНОЛОГИИ

В основе всех ультразвуковых технологий лежат эффекты взаимодействия ультразвука со средой. Мощный ультразвук вызывает в жидких средах ряд специфических эффектов кавитацию, интенсивные микро- и макропотоки, приводящие к быстрому и качественному перемешиванию компонентов среды, образованию стойких эмульсий, экстрагированию растворимых компонентов из находящихся в жидкости частиц, необходимо разрушению этих частиц.

Оборудование для ультразвуковых технологий условно подразделяется на две группы о зависимости от способа получения ультразвука. К первой относят оборудование, в котором используются относительно простые по конструкции жидкостные механические излучатели, позволяющие генерировать ультразвук достаточной для технологических целей мощности с частотами до 40 кГц.

Гидродинамические излучатели позволяют получать относительно недорогую ультразвуковую энергию и используются а тех случаях, когда не требуется монохроматичности и высокой интенсивности излучения.

В излучателях второго типа ультразвук возникает в результате превращения электрической энергии а механическую с помощью пьезоэлектрических или магнитострикционных преобразователей. Такие преобразователи дают, как правило, монохроматическое ультразвуковое излучение, что позволяет повышать их эффективность благодаря резонансным явлениям. Для увеличения интенсивности на высоких частотах используются ультразвуковые концентраторы, представляющие собой фокусирующие системы в виде вогнутых излучателей, а в низкочастотном диапазоне используют трансформаторы в виде стержней переменного сечения, позволяющие во много раз увеличивать амплитуду смещения излучающей поверхности. В отдельных случаях применяют также электроискровые излучатели, генерирующие в жидкости ударную волну.

5.1. УЛЬТРАЗВУК В ПИЩЕВОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Вопросам применения ультразвука в машиностроении посвящено немало монографий и публикаций в специальных журналах. Здесь мы ограничимся лишь перечислением основных задач биотехнологии, решаемых с использованием ультразвука.

В пищевом машиностроении ультразвук широко применяется при подготовке металлических поверхностей перед нанесением грунта, подготовке грунтованных поверхностей под нанесение красок, для полировки поверхностей, обезжиривания и очистки труднодоступных мест, деформационной правки и локальной рихтовки, повышения предела выносливости сварных соединений, их коррозионно-механической стойкости и долговечности, оперативного автоматизированного контроля геометрической точности штамиовой оснастки и деталей, повышения стойкости шлифовальных кругов на обдирочных и чистовых стадиях обработки посредством их оперативной ультразвуковой очистки от засаливания в процессе эксплуатации. Ультразвук эффективен в технологиях восстановления режущих свойств гибких полировочных кругов в операционных и межоперационных режимах, повышения классности и однородности полированной поверхности, повышения эмульсионной устойчивости смазочно-охлаждающих жидкостей и предотвращения их расслоения, повышения качества нарезания резьб метчиками, повышения стойкости метчиков и сверл малых диаметров, упрочнения галтелей и поверхностей, подвергаемых знакопеременному нагружению без применения термохимических и термических методов. Применение ультразвука ускоряет дробление стружки, защищает сверла от поломок в процессе сверления глубоких каналов, а также монтажа и демонтажа резьбовых и напряженных разъемных соединений, способствует повышению показателей конструкторско-технологической прочности композитных материалов на полимерном связующем, позволяет осуществлять сварку пластмассовых деталей.

5.2. ПРИБОРЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Применение ультразвука для определения свойств, состава и строения веществ в промышленном производстве и в научных исследованиях основано на зависимости скорости и затухания ультразвуковых волн в объеме и поверхностном слое вещества от его состава и структуры, на законах отражения и рассеяния ультразвука па границах двух сред с различными акустическими свойствами, на изменении резонансных параметров твердых тел в зависимости от свойств окружающей среды.

Акустические методы в ряде случаев позволяют заменить субъективную органолептическую оценку результатами объективного экспресс-анализа пищевых продуктов и сырья в технологических процессах их переработки.

5.2.1. Определение содержания белка, жира и минеральных веществ в биологических средах

–  –  –

Еще два уравнения, связывающие концентрации белка, липидов и минеральных веществ в уравнения биологической жидкости, можно получить, измеряя скорости ультразвука и коэффициенты его затухания при двух различных температурах В этом случае при решении системы линейных уравнений измеряемые акустические параметры линейно зависят от концентрации в интервале от 0 до 5 %.

–  –  –

Подставляя эти коэффициенты и результаты измерений в последнюю систему уравнений, можно определить содержание белка, липидов и минеральных уравнений опреде веществ в пробе.

Во избежание ошибок измерения следует проводить в разбавленных (не более 5 %) ных гомогенатах, а результаты измерений умножать на коэффициент разбавления. Для разбавления приготовления гомогенатов предварительно измельченные кусочки мяса диспергируют, используя мощный низкочастотный ультразвук.

ный низкоча В некоторых случаях, например, при оценке качества молока, образец не требует предварительной подготовки, а измерения и расчеты можно существенно упростить, представив молоко в виде трехкомпонентной водной системы, содержащей белок, жир и сухие обезжиренные молочные остатки. Для подобных измерений на базе разработок Института биофизики РАН л Новосибирске создан удобный лабораторный прибор, позволяющий в течение нескольких минут в небольших (1 см3) образцах молока, мясного или колбасного фарша одновременно определить содержание жира, белка, минеральных веществ и воды.

5.2.2. Определение качества мяса в процессе его созревания

Определение качества мяса - одна из важнейших задач ветеринарно-санитарной экспертизы. Переход животноводства па промышленную основу и связанные с этим изменения условий содержания животных привели к появлению нестандартной продукции. Мясо одних животных отличается повышенной жесткостью, в мясе других не протекают процессы созревания.

Рутинные методы определения свежести мяса и степени его созревания либо весьма трудоемки и длительны, либо основаны на органолептике и, следовательно, необъективны.

Выгодно отличается от них ультразвуковой метод, позволяющий измерять сдвиговые характеристики, в частности сдвиговую вязкость биологических тканей.

Принцип действия ультразвуковых вискозиметров прост и основан на зависимости характера колебаний контактирующего со средой вибратора от ее вязкости.

Датчик' прибора для измерений вязкоупругих свойств тканей представляет собой стержень, торец которого совершает крутильные колебания (рис. 5.1). Контакт с исследуемой средой обусловливает дополнительные потери энергии колебаний, затрачиваемой на возбуждение в среде поверхностных волн. Такие потери энергии приводят к уменьшению амплитуды вынужденных колебаний вибратора или более быстрому затуханию его свободных колебаний. Изменяется и частота резонансных колебаний.

Потери энергии вибратора пропорциональны ( - плотность, а — коэффициент сдвиговой вязкости среды). Следовательно, ультразвуковой сдвиговый вискозиметр позволяет исследовать и контролировать кинетику процессов в среде (в частности, в биологических тканях), сопровождающихся изменениями одного из этих параметров.

Рис. 5.1.

Датчик прибора для измерения вязкоупругих характеристик мягких тканей, с помощью крутильных колебаний:

колебаний

–  –  –

Мясо животных разных видов имеет разную начальную вязкость, которая зависит и от возраста животною, и от условий его содержания и кормления. Отличаются по вязкости и животною кормления мышцы разных групп одного и того же животного.

–  –  –

1,6 - датчики; 2 демпфирующая прокладка; 3 обойма держателя; 4 - электрический разъем;

5 основание датчика Для измерения вязкости в пищевой промышленности удобны ультразвуковые вискозиметры, позволяющие непрерывно регистрировать ее изменения в технологических процессах. Эти и другие акустические приборы, предназначенные для измерения физикохимических свойств пищевых веществ и их композиций, а также состояния оборудования, например уровня заполнения бункеров, наличия механических дефектов и ответственных деталях технологических узлов, толидины органических и неорганических отложений на внутренних стенках рабочих емкостей и труб и т. д., широко применяются в пищевой промышленности.

5.3. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ОЧИСТКА

Использование ультразвука позволяет не только ускорить процесс очистки, но и получить высокую степень чистоты рабочих поверхностей, а также заменить ручной труд и исключить применение пожароопасных и токсичных растворителей. Процесс ультразвуковой очистки обусловлен рядом специфических явлений в жидкости, вызванных действием интенсивного ультразвука: кавитацией, энергичными микропотоками, акустическим давлением, звукоканиллярным эффектом. Качество очистки зависит от частоты колебаний, плотности акустической энергии и формы поля, свойств моющей жидкости и прочности связи загрязняющих веществ с очищаемой поверхностью. Ультразвук значительно повышает активность микроорганизмов, токсических для соединений, что позволяет на один-два порядка снизить концентрацию антибактериальных препаратов при санитарной обработке агрегатов машин но переработке пищевых продуктов. Ультразвуковая очистка осуществляется, как правило, в ваннах различной емкости с встроенными в дно излучателями. Эти ванны широко применяются для очистки оборотной стеклянной тары, труб, сменных узлов машин, а также хлебопекарных и прочих поддонов и емкостного оборудования, что стало возможным благодаря разработке новых мощных и экономичных погружных преобразователей.

Специальное ультразвуковое оборудование позволяет осуществлять мойку зерна перед помолом или проращиванием, в течение нескольких секунд избавиться от осадка, а также от «масок» и «сеток» на внутренней поверхности бутылок с шампанским, не меняя его потребительских качеств, провести санитарную очистку оборотной тары и поверхности яиц, предназначенных для использования без тепловой кулинарной обработки и т. д.

Ультразвуковая очистка поверхностей вовсе не всегда сопровождается их полной санацией - освобождением от патогенной и другой микрофлоры. Для решения этой задачи чаще используют комбинированное воздействие ультразвуком и наиболее подходящим для решения конкретной задачи веществом, обладающим бактерицидным действием, При комбинированной очистке концентрацию бактерицидного вещества в растворе можно существенно понизить, гак как ультразвук обладает способностью усиливать действие тех или иных препаратов на биологические системы. Однако в ряде случаев, в частности в пищевой индустрии, считается недопустимым использование моющих или бактерицидных веществ, даже следовые количества которых могут изменить объективные или органолептические показатели продукта.

Особый интерес представляет проблема очистки поверхности скорлупы куриных яиц, где нередко обнаруживаются клетки сальмонеллы, вызывающей тяжелое заболевание у людей. Наибольшей тщательности требует санация поверхности яиц, предназначенных для приготовления блюд, рецептура которых исключает тепловую кулинарную обработку.

Разработка и реализация способа обеззараживания поверхности скорлупы куриных яиц, предназначенных для использования в кулинарных целях, стали возможными благодаря ультразвуковым эффектам, обеспечивающим смывание с поверхностей и разрушение суспендированных в жидкости живых клеток со скоростью тем большей, чем выше плотность ультразвуковой энергии в среде.

Верхний предел по мощности ограничен не только современными техническими возможностями, по и прочностью скорлупы, а также необходимостью минимизировать влияние ультразвука на содержимое яйца: исключить его взбалтывание, денатурацию белка и разрушение биологически активных соединений, а также по возможности снизить вероятность фонофореза в яйцо загрязняющих или бактерицидных веществ сквозь неповрежденную скорлупу.

Для обеззараживания скорлупы яиц можно использовать стандартную ультразвуковую ванну (22 кГц), содержащую воду с растворенным в ней озоном. Слишком быстрое разрушение озона в ультразвуковом поле предотвращается легким подкислением воды в ванне соляной или уксусной кислотой. Плотность энергии ультразвука в среде составляет 5 • 104 Вт/м3. В процессе ультразвуковой обработки температура среды не должна повышаться более чем на З...4 °С.

Исследование эффективности обеззараживания, проведенное на двух наиболее стойких к внешним воздействиям штаммах сальмонелл тифимуреум и дублин, нанесенных на поверхность скорлупы в концентрациях, на два порядка превышающих значения, характерные для заражения в обычных условиях, показали высокую эффективность ультразвуковой очистки. Для обеззараживания кассету с яйцом предварительно помещают на 2 мин в подкисленный до рН 4 водный раствор озона (8,5 мг/л), а затем в течение последующих двух минут подвергают действию ультразвука.

Весьма перспективно применение новых ультразвуковых технологий для регенерации насыпных фильтрующих материалов, например кизельгура, используемого для осветления пива, песчаных фильтров на станциях очистки питьевой воды и пр,

5.4. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ

Некоторые процессы в биотехнологии - экстрагирование, суспендирование, фильтрование и даже приготовление смесей нередко требуют много времени для получения качественного продукта и могут быть интенсифицированы ультразвуком.

5.4.1. Эмульгирование Ультразвуковое эмульгирование позволяет получать высокодисперсные, стойкие, практически однородные эмульсии без добавления эмульгаторов, стабилизаторов и других химических веществ.

Эмульгирование в поле ультразвука обусловлено кавитацией, условия возникновения и развития которой зависят от параметров ультразвука - мощности, частоты, формы поля, а также состояния среды - вязкости, температуры, природы и количества растворенных в жидкости газов, давления. Применение ультразвуковых реакторов с магнитострикционными или пьезокерамическими преобразователями позволяет получать практически монодисперсную эмульсию. Качество эмульсии, полученной в установках с гидродинамическими преобразователями, ниже, но их производительность в десятки раз выше эмульгаторов с электромеханическими преобразователями.

Водно-масляные эмульсии, полученные с применением ультразвука, используются в хлебопекарном производстве для смазывания поддонов, в колбасном и кондитерском производстве, при изготовлении косметических композиций.

Ультразвуковая гомогенизация мороженого существенно улучшает его вкус, а гомогенизация молока придает ему новые свойства, необходимые для интенсификации производства кисломолочных продуктов, сухого и сгущенного молока, сливок и т.д.

Использование отходов молокоперерабатывающих заводов, отходов переработки сои, непригодного для питания человека растительного масла и некоторых других веществ позволяет с помощью ультразвуковых технологий получать заменители цельного молока для выпаивания молодняка сельскохозяйственных животных.

5.4.2. Диспергирование

Ультразвуковое диспергирование подразумевает размельчение твердых тел в жидкой среде и происходит при воздействии ультразвуком на суспензии твердых частиц или их агрегаты. Применение ультразвука позволяет на несколько порядков увеличить дисперсность продукта по сравнению с диспергированием без применения ультразвука.

Процесс диспергирования обусловлен ударными волнами, возникающими при захлопывании кавитационных полостей. Скорость диспергирования зависит от мощности ультразвука, свойств жидкости и диспергируемого вещества. Эффективность ультразвукового диспергирования значительно повышается, если наряду с действием ультразвука жидкость подвергнуть статическому давлению. Ультразвуковые диспергаторы-гомогенизаторы широко используются для приготовления суспензий сухих пряностей, которые значительно легче, чем порошок, равномерно вносить в пищевые формы для приготовления фруктово-ягодных пюре, гомогенизации шоколадной и пралиновой масс.

Новые конструкции ультразвуковых диспергаторов позволяют существенно повысить производительность процессов с одновременным снижением энергетических затрат.

5.4.З. Экстрагирование Экстракция - один из наиболее распространенных методов, используемых в процессе получения биологически активных веществ из растительного или животного сырья. Все процессы экстракции лимитирует диффузия на границе раздела фаз через диффузионный слой с градиентом концентраций экстрагируемого веществу. Использование перемешивающих устройств не дает существенного улучшения межфазного массопереноса.

Несмотря на бурное развитие производства синтетических пищевых ароматизаторов, вкусовых добавок и нутрицевтиков, еще очень многие биологически активные вещества получают из природного растительного или животного сырья.

Экстрагирование биологически активных веществ наиболее продолжительная стадия переработки сырья. Традиционные методы экстракции нередко занимают часы, сутки или даже педели. Использование ультразвука позволяет значительно ускорить процесс экстракции, увеличить выход и снизить себестоимость экстрагируемого вещества, улучшить условия труда и повысить его производительность. Однако увеличение мощности и размеров излучателей традиционной конструкции (стержневого или мембранного типа) приводит к возрастанию неодно неоднородности ультразвукового поля и сильной кавитации в отдельных зонах поля излучения, обусловливающей возникновение в жидкости химичеизлучения ски активных частиц, ударных волн и микропотоков с высокими градиентами скоростей.

частиц В этих условиях наблюдается инактивация многих биологически активных веществ;

энзимов, витаминов и т. д д.

Для совершенствования технологии и испытания ультразвукового оборудования го необходим дешевый субстрат позволяющий моделировать основные особенности субстрат, ровать процесса. Хорошей моделью для таких исследований являются пшеничные отруби, богатые крахмалом. Частицы отрубей с хорошим приближением можно рассматривать как тицы двумерный источник высокомолекулярных труднорастворимых комкомпонентов (тонкие чешуйки с удельной поверхностью, мало изменяющейся в процессе экстракции поверхностью макромолекул) и пренебречь изменениями условий диффузии в твердой фазе.

ренебречь

–  –  –

В реакторе с лопастной мешалкой при температуре 75...800C в нейтральной среде концентрация крахмала в жидкой фазе в течение 15...60 мин остается постоянной (и ала соответствующей 10...11 % массы отрубей). Добавление щелочи до рН 9,5-10,0 позволяет увеличить выход компонентов до 52…57%.

–  –  –

Рис. 5.4.

Экстракция биополиме биополимеров из пшеничных отрубей:

1-е механическим перемешиванием (рН 6,5); 2 - в стандартной ультразвуковой ванне (рH 6,5); 3 - в ультразвуковом реакторе (рН 6,5); 4 - в ультразвуковом реакторе (рН 7,5 - 8,0) В ультразвуковом поле наряду с крупном масштабными акустическими течениями у границ раздела фаз возникают мелкомасштабные вихревые потоки, характеризующиеся значительными градиентами скоростей, диссипацией энергии и локальным нагревом жидкости. Эти факторы ускоряют диффузию макромолекул в результате турбулентной диффузии и снижения вязкости раствора.

В эфиромасличном и пищевом производствах, в производстве соков из плодов и ягод применение ультразвука весьма перспективно, так как ни одно из этих производств не обходится без извлечения из природного сырья физиологически активных соединений, пищевых красителей, масел, отдушек, Сахаров и т. д.

Ультразвук, разрушая и гомогенизируя ткани, облегчает извлечение из них тех или иных ценных веществ. Обработка мощным ультразвуком рыбного фарша, например, существенно увеличивает выход рыбьего жира, воздействие на семена масличных культур увеличивает выход растительного масла, использование ультразвука перед прессованием винограда в ряде случаев на 10 % увеличивает отдачу сока и снижает энергетические затраты на его отделение, усиливается и интенсивность окраски сока при прессовании красных сортов винограда. Вкусовые качества виноградного сока при этом не меняются.

В пищевой промышленности ультразвуковые экстракторы применяют, например, для приготовления экстрактов черного перца и других пряностей, используемых в производстве мясных и других продуктов, пищевых красителей и т. д.

Возможности существенною повышения эффективности экстракционных технологий и аппаратов в результате применения ультразвука далеко не исчерпаны. При этом снижается потребность в химических добавках, а новые принципы конструирования излучателей уменьшают вероятность инактивации БАВ.

Следует отметить, что помимо процессов экстракции ультразвук способен значительно ускорять и процесс пропитки экстрагентом растительного и животного сырья, что позволяет интенсифицировать процесс замачивания предварительно высушенного сырья, посола мяса, обработки рыбы в коптильной жидкости и т, д.

5.4.4. Осветление

Для осветления напитков, растительных масел, других жидких пищевых продуктов широко применяется фильтрование, эффективность которого существенно повышается под влиянием ультразвука, ускоряющего транспорт сквозь пористые материалы. Кроме того, используя способность ультразвука удалять с поверхностей различные отложения, можно создать самоочищающиеся ультразвуковые фильтры с относительно низким сопротивлением течению фильтрующимся средам, не повышающимся в процессе эксплуатации.

Самоочищающийся фильтр, принцип действия которого основан на интенсификации массопереноса в ультразвуковом поле, позволяет эффективно разделять жидкости и взвешенные в них частицы нерастворимых веществ. Конструкция фильтра дает возможность осуществлять ускоренный непрерывный процесс фильтрования, обеспечивать самоочищение фильтрующего элемента акустическими микропотока ми, эвакуировать отделяемую фракцию твердых частиц, повышать экономическую эффективность производства.

Интенсификацию фильтрования обычно осуществляют, управляя образованием осадка.

Однако, если не осадок, а фильтрат представляет собой производственную ценность, в ряде случаев удобно восполь воспользоваться способами, предотвращающими образование осадка.

Ультразвуковому воздействию здесь нет альтернативы.

звуковому В идеализированном случае скорость фильтрования определяют по формуле где V- объем фильтрата;

–  –  –

Ультразвуковая интенсификация фильтрования наиболее наглядно иллюиллюстрируется на друк-фильтре, простом по конструкции но с высокими требования к качеству конструкции, ниями фильтрата (рис. 5.5). Эффект особенно очевиден, если задача заключается в предотвращении закупоривания пор фильтрующего элемента и ускорении процесса ривания стерилизующего фильтрования инъекционного медицинского или ветеринарного препарата, представляющего собой раствор комплекса лекарственных веществ.

При фильтровании без ультразвука под действием разности давлений на фильтрующей перегородке 105. На скорость процесса за 20...30 мин уменьшается до пренебрежимо малых значений. За это время сквозь фильтрующую перегородку диаметром 32 см, типа «Владипор», с размерами пор в 0,2 мкм проходит не более 2...3 л раствора.

Под действием ультразвука с частотой 35 кГц и с плотностью энергии в объеме друкфильтра 2…4 кВт/м3 начальная скорость фильтрования увеличивается примерно вдвое и остается на том же уровне в течение 8 ч, что позволяет за смену фильтровать около 200 л суспензии. Фармакологическая активность препарата в результате его обработки ультразвуком не меняется, а прошедшая ультразвуковой фильтр жидкость полностью обеззараживается и отвечает требованиям, предъявляемым к инъекционным препаратам.

Ультразвуковое поле в объеме друк-фильтра благодаря особой конструкции излучателя организовано так, чтобы фильтрующий элемент оказался вне зоны кавитации, а микропотоки активно смывали образующийся па фильтрующей перегородке осадок. В результате такого воздействия гидродинамическое сопротивление осадка остается равным нулю в течение всего процесса фильтрования, а сопротивление фильтрующей перегородки уменьшается благодаря снижению диффузионных ограничений у поверхности фильтрующей перегородки.

Ультразвуковая обработка фруктовых соков и вин также способствует их осветлению, вызывая коагуляцию взвешенных органических частиц и появление большою числа центров кристаллизации, что приводит к сокращению процесса выпадения, например, избытка винного камня с 12-15 суток до 6..10 ч.

5.4.5. Сушка

Сушка - один из распространенных и весьма энергоемких процессов в пищевой промышленности. Применение ультразвуковых методов и оборудования в ряде случаев позволяет без существенного повышения температуры ускорить отделение влаги из пористых материалов и суспензий.

Ускоренное удаление влаги при ультразвуковой сушке обеспечивается снижением диффузионного сопротивления в объеме и у поверхности высушиваемого материала, мощными турбулентными газовыми потоками у поверхности материала, вытряхивающими и уносящими микрокапли жидкости, а также толщины пограничного слоя. Эвакуация отделенной в виде паров и микрокапель жидкости осуществляется газовым потоком. В результате применения технологии ультразвуковой сушки удастся снизить температуру процесса до значений, обеспечивающих сохранность биологически активных веществ, увеличить скорость процесса сушки, уменьшить потери высушиваемого продукта. Оборудование для ультразвуковой сушки легко адаптируется к традиционным сушильным установкам с виброкипящим слоем, распылительным, тоннельным, барабанным и другим, существенно повышая их производительность и экономическую эффективность. Ультразвуковую сушку применяют в производстве лекарств, биологически активных добавок к нище, солода и т. п.

5.4.6. Очистка сточных вод Сточные воды многих пищевых производств содержат вещества, которые могут быть использованы в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Применение ультразвука в ряде случаев существенно облегчает выделение этих веществ. После обработки ультразвуком, например из сточных вод рыбоперерабатывающих комбинатов, удастся извлечь значительное количество кормового белка и жира, что не только позволяет получить ценные кормовые вещества, но и ускорить дальнейшую очистку сточных вод.

Стимуляция сообществ микроорганизмов ультразвуком низкой интенсивности в бассейнах биологической очистки интенсифицирует их обмен веществ, увеличивает скорость биосинтеза биологически активных соединений, ускоряет адаптацию клеток к новым условиям. Так, стимуляция ультразвуком клеток плесени Aspergilus niger; играющих важную роль в процессе очистки воды, в полтора раза ускоряет их развитие»

увеличивает скорость утилизации веществ в сточных водах, например, рыбоперерабатывающих комбинатов. Развивающаяся в бассейнах плесень выделяет мощные ферменты - целлюлазу и целлобиозу, разрушающие клетчатку. Выделяющаяся при этом глюкоза полностью используется клетками плесени, превращающими ее в углекислый газ и воду. Параллельно усиливается превращение сероводорода и серы в безвредные сульфаты, В процессе жизнедеятельности клетками плесени Aspergilus niger выделяются лимонная кислота и некоторые другие органические кислоты, создающие неблагоприятную для развития бактериальных клеток среду. Усиливается и выработка антибиотиков, которые вместе с органическими кислотами быстро снижают в сточной воде количество бактерий, в том числе болезнетворных. Клетки той же плесени после обработки ультразвуком активно концентрируют в себе соединения тяжелых металлов.

В ряде случаев мощный ультразвук применяется для ускорения окислительных процессов в сточных водах, снижения общей обсемененности, для томогенизации осадка и т. д.

5.5. УЛЬТРАЗВУК В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВ (ПРЕДПОСЕВНАЯ

СТИМУЛЯЦИЯ СЕМЯИ УЛЬТРАЗВУКОМ)

Рациональное кормление и хорошее содержание - лучшие способы профилактики многих заболеваний сельскохозяйственных животных. В оптимизации условий содержания ультразвук практически не применяется, но увеличить количество кормов и повысить его качество с помощью ультразвуковых методов в ряде случаев несложно и экономически весьма выгодно. Примером может служить приготовление вышеупомянутого заменителя цельного молока.

Один из путей улучшения кормовой базы - увеличение урожайности растений, составляющих рацион животных. Добиться этого можно, повышая посевные качества семян, для чего перед посевом их обрабатывают химическими веществами, подвергают механическому или термическому воздействию, влиянию ионизирующих и неионизирующих излучений. Воздействуют на них и ультразвуком самых разных частот и интенсивностей. Обычно семена обрабатывают ультразвуком в ванне с водой или водными растворами различных веществ. Наличие водной среды позволяет избежать потери акустической энергии при ее передаче от преобразователя к семенам, но создает определенные трудности в воспроизведении и интерпретации результатов.

Многих недостатков использованных ранее методов предпосевной обработки лишен разработанный недавно, но уже нашедший применение в практическом растениеводстве способ ультразвуковой стимуляции семян в суховоздушном состоянии.

Первые же случаи применения этого метода позволили обнаружить еще одну возможную причину получения исследователями разных результатов. Оказалось, что эффект повышения урожайности растений после предпосевной обработки семян существенно зависит от их биологического качества. Элитные семена мало реагируют на предпосевную стимуляцию, тогда как семена низкого качества после ультразвуковой обработки дают 30...50 %-ную прибавку урожая.

Под влиянием ультразвука на поверхности сухих семян образуются микроповреждения характерных размеров 10-5...10-6 м). Их величину и количество можно изменять, регулируя режим обработки. Эти микроповреждения снижают механическую прочность семенной оболочки и облетают газовлагообмен.

Прочная и плотная оболочка, созданная природой для сохранения семян в экстремальных условиях, в определенной степени затрудняет их прорастание и препятствует интенсивному влагогазообмену. После ультразвуковой обработки семена быстро набухают и прорастают раньше обычного, растения лучше развиваются и дают более высокий урожай семян и зеленой массы. Растения, выросшие из семян, обработанных ультразвуком, более устойчивы к различным заболеваниям и неблагоприятным условиям внешней среды. Поэтому химическое протравливание семян может быть исключено из технологического процесса их подготовки к севу.

Ультразвуковая стимуляция семян весьма эффективна для кормовых трав и злаковых.

Обработка семян корнеплодов приводит к буйному росту надземной части растений и уменьшению массы корнеплодов. Используют ультразвук для повышения урожайности зерновых (пшеницы, ржи, овса, тритикале - гибрида пшеницы и ржи); огородных (огурцов, помидоров), а также декоративных и других растений, Во всех случаях эффект сохраняется, но крайней мере, во втором, дочернем поколении.

5.6. ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА В МЕДИЦИНСКОЙ И ВЕТЕРИНАРНОЙБИОТЕХНОЛОГИИ

Ультразвуковые методы весьма перспективны для применения в биотехнологии, так как в зависимости от характера поставленной задачи позволяют, подбирая параметры ультразвукового воздействия, интенсифицировать или подавлять те или иные физикохимические и биологические процессы, увеличивать выход конечного продукта и уменьшать расход сырья, сделать отдельные процессы производства более технологичными и создать такие, которые без применения ультразвука были бы просто невозможны.

5.6.1. Ультразвук в криобиологии и криоконсервировании

Давно известно, что при понижении температуры замедляются биохимические процессы, лучше и дольше сохраняются биологические ткани. Поиск способов длительного хранения жизнеспособных клеток и тканей привел к разработке ряда новых методов их консервирования холодом и даже появлению новой науки - криобиологии. Успехи криобиологам открывают широкие возможности сохранения генофонда диких и сельскохозяйственных животных и растений, консервации и длительного хранения их репродуктивных клеток, сохранения клеток крови и костного мозга, а также отдельных тканей и даже органов для трансплантации.

–  –  –

При добавлении криопротектора к среде физико-химические свойства раствора ства стабилизируются не сразу и продолжают меняться в течение нескольких часов или даже чение суток до тех пор, пока раствор не станет гомогенным. Воздействие низкочастотным ультразвуком (35 кГц) мощностью 15...100 Вт существенно ускоряет растворение кГц криопротектора в жидких средах и в течение нескольких минут стабилизирует параметры раствора. Даже отстоявши отстоявшиеся в течение недели растворы криопротективиых веществ, например глицерина или полиэтиленоксида после ультразвуковой обработки становятся полиэтиленоксида, более гомогенными, о чем свидетельствуют результаты рентгеноструктурного анализа их гомогенными замороженных образцов. В разбавителе спермы ультразвук диспергирует лецитин с разбавит сохранением его ламелярной структуры, что существенно улучшает качество разбавителя, повышает его защитные свойства свойства.

–  –  –

В данном случае влияние ультразвука обусловлено увеличением количества центров кристаллизации. В результате в среде формируется множество кристаллом размеры зультате кристаллом, которых сравнимы с размерами клетки. Кроме того, кристаллы льда растут с большим числом разветвлений, что также способствует выживанию клеток.

разветвлений

–  –  –

Качество спермы сельскохозяйственных животных, замороженной в ультразвуковом поле ной (880 кГц; 0,1...0,2 Вт/см2), после размораживания значительно выше, чем качество Вт см2), выше спермы, криоконсервированной без ультразвукового воздействия. Средняя активность сперматозоидов увеличивается на 1-2 балла, повышается абсолютный показатель живучести и удлиняется промежуток времени, в течение которого сперматозоиды остаются способными выполнять свои биологические функции.

Ультразвуковая обработка эритромассы, защищенной криопротектором (глицерином или эритромассы полиэтиленоксидом полиэтиленоксидом), также способствует повышению криорезистентности клеток.

Клетки костного мозга, содержащие ядра, так же, как и безъядерные эритроциты, лучше эритроциты сохраняются при криоконсервировании с использованием ультразву Сохранность ультразвука.

клеток повышается по мере увеличения интенсивности ультразвукового воздействия до 0,8...0,9 Вт/см2. Ультразвук с частотой 880 кГц эффективнее ультразвука с частотой 2640 кГц. В первом случае различие в сохранности клеток в контрольных и опытных образцах составляет 12 %, а во втором -9%. Ультразвук с интенсивностью, превышающей 0,9 Вт/см2, снижает сохранность клеток. Эффект объясняется тем, что наряду с положительным воздействием на процессы криоконсервирования, ультразвук при высоких интенсивностях способен разрушать клетки в суспензии.

Процесс размораживания при криоконсервировании биологического материала не менее важен, чем процесс замораживания, так как физико-химические процессы в обоих случаях сходны, что позволяет и здесь успешно использовать ультразвуковое воздействие.

Размораживание в ультразвуковом поле осуществляется при воздействии ультразвуком на контейнеры с замороженными клеточными суспензиями, помещенными в водяную баню с температурой 40...45 0С. Оттаивание продолжают до тех пор, пока температура суспензии не достигнет 5...10 0С. Размораживание в ультразвуковом поле способствует повышению сохранности клеток на 20…25%. Эффект обусловлен не только микротечениями, ускоряющими теплообмен и снижающими температурные градиенты как внутри, так и снаружи контейнеров, но и действием ультразвука, стимулирующим репаративные процессы в клетках.

В последнее время растет интерес к проблеме криоконсервирования эмбрионов человека и животных. Решение этой проблемы наталкивается на ряд трудностей. Так, исследование возможности криоконсервирования ооцитов свиньи выявило их высокую криочувствительность. Поиск путей сохранения ооцитов при замораживании привел к использованию ультразвука низких интенсивностей для повышения их сохранности.

Однако лабильные к замораживанию ооциты оказались чувствительными к ультразвуковому воздействию. Наиболее устойчивы мелкие, незрелые ооциты без четко выраженных гранул в цитоплазме. Более зрелые клетки средних размеров, характеризующиеся относительно большой растяжимостью, имеют повышенную чувствительность к ультразвуку.

Чаще всего наблюдается удаление клеток лучистого венца, нередки разрывы в плазматической мембране, деформация ооцитов, частичная дегидратация и другие нарушения. Обработка ультразвуком с интенсивностью 0,05...0,1 Вт/см2 в течение 0,5 мин в процессе эквилибрации с криопротектором, а также во время размораживания, увеличивает морфологическую сохранность законсервированных ооцитов до 65 %, по сравнению с 45 % в контрольных образцах, и способствует их дальнейшему развитию в культуре.

Анализ многочисленных данных о влиянии низких температур и ультразвука на ткани и клетки в суспензии свидетельствует о значительной роли цитоплазматических мембран в формировании ряда реакций биологических систем па ультразвуковое и криовоздействие.

Мембранные структуры способны по-разному реагировать на действие каждого фактора, в зависимости от его параметров, и регулирующий эффект комбинированного воздействия зависит от км о, суммируются ли эффекты их влияния или имеет место частичная или полная взаимокомпенсация.

5.6.2. Влияние ультразвука на биосинтез интерферона

Воздействие ультразвуком низких интенсивностей на клетки в суспензии или культуре может обусловить стимуляцию процессов их жизнедеятельности. Известно, например, что в относительно мягких условиях ультразвуковой обработки (0,05...0,5 Вт/см2; 0,88 МГц;

30 с) ускоряется процесс синтеза соединительно тканого белка в культуре фибробластов.

Представляет практический интерес возможность стимуляции синтеза и ряда других белков в клетках, в частности биосинтеза интерферона в индуцированных вирусом лейкоцитах.

Интерферон синтезируется в клетках организма и в культуре тканей в ответ на воздействие природных и искусственных индукторов - вирусов, эндотоксинов, внутриклеточных паразитов, высоко- и низко- молекулярных соединений. Помимо антивирусной активности, интерферон проявляет способность подавлять размножение быстроделящихся клеток, обладает иммуномодулирующим действием. Он эффективен как радиозащитное и антитоксическое средство.

Интерферон, будучи важнейшим неспецифическим фактором повышения резистентности, продуцируется почти сразу после попадания индуктора биосинтеза, например вируса, в организм, однако естественно образующегося интерферона часто оказывается недостаточно для предупреждения развития болезни. Воздействие ультразвуком терапевтических интенсивностей на область локализации патологического процесса, очевидно, приводит к стимуляции биосинтеза интерферона. Не исключено, что именно этот эффект лежит в основе ультразвуковой физиотерапии вирусных кератитов.

При ряде патологий весьма эффективно введение в организм экзогенного интерферона, полученного либо в результате химического синтеза, либо генно-инженерными методами, либо при его биосинтезе в культуре лейкоцитов, индуцированных вирусом.

Для получения наиболее качественного (лейкоцитарного) интерферона лейкомассу из свежей крови фракционируют, обрабатывают гомологичным интерфероном (проводят прайминг) и индуцируют биосинтез интерферона каким-либо вирусом, например вирусом Сендай или вирусом болезни Ньюкасла. После этого клетки помещают в специально подобранную среду и выдерживают при температуре 37 °С, постоянно перемешивая.

Через 16..

.8 ч клетки отделяют и выделяют из среды интерферон, активность которого можно оценить по его способности защищать клетки в культурах тканей от цитопатического действия вируса.

Воздействие ультразвуком с частотой 880 кГц и интенсивностью 0,05...0,6 Вт/см2 в течение 130...300 с на суспензию лейкоцитов до прайминга или после него, во до вирусной индукции, не приводит к заметному изменению количества синтезированного интерферона. Ультразвук с интенсивностью, превышающей 0,6 Вт/см2, подавляет процесс биосинтеза.

Воздействие ультразвуком с интенсивностью от 0,01 до 0,05 Вт/см2 на лейкоциты после вирусной индукции практически не влияет ни па скорость биосинтеза интерферона, ни па жизнеспособность клеток, оцениваемых по их окрашиваемости красителем трипановым синим. После обработки ультразвуком с интенсивностью ОД Вт/см2 в суспензии обнаруживается около 10 % погибших клеток. Дальнейшее увеличение интенсивности ультразвука приводит к экспоненциальному росту числа нежизнеспособных (прокрашиваемых) клеток, а после обработки ультразвуком интенсивностью 0,7 Вт/см2 в суспензии остается 65 % жизнеспособных лейкоцитов (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Снижение числа жизне жизнеспособных клеток (лейкоцитов) в суспензии вод лейкоцитов воздействием ультразвука

–  –  –

Рис. 5.9. Влияние ультразвука на количество интерферона, синтезированного лейкоцитами тезированного в суспензии (в расчете на коли количество жизнеспособных клеток) Подавление биосинтеза интерферона в лейкоцитах при интенсивностях ультразвука, превышающих порог кавитации, очевидно, обусловлено процессами, сопровождающими кавитацию, например интенсивными микропотоками, возникающими как вне, так и внутри клеток. Эти микропотоки вызывают грубое нарушение внутриклеточной архитектоники, что приводит к подавлению биохимических реакций, в частности биосинтеза интерферона.

Факт увеличения количества интерферона, синтезируемого лейкоцитами в суспензии, не поддается однозначной интерпретации.

Увеличение интенсивности ультразвука в интервале от 0,1 до 0,6 Вт/см2 повышает скорость биосинтеза интерферона, но одновременно снижает число жизнеспособных клеток. Поэтому суммарный эффект невелик.

Обычно клетки, единожды использованные для синтеза интерферона, выбрасывают, гак как при повторном использовании они дают незначительное количество препарата.

Однако после трехминутного ультразвукового воздействия на «отработанные» клетки наблюдается стимуляция повторного синтеза интерферона (табл. 5.2). Максимальный выход препарата может быть получен при интенсивности ультразвука 0,01...0,2 Вт/см2, Ультразвук с интенсивностью выше 0,7 Вт/см2 резко ингибирует повторный синтез интерферона.

Таблица 5.2 Зависимость выхода интерферона (по активности препарата в международных единицах) oт интенсивности ультразвукового воздействия на суспензии однократно использованных для биосинтеза лейкоцитов Интенсивность ультразвука, Вт/см2 0 0,05 0,1 0,2 0,4 0,7 1,0 2,0 Титр (активность) интерферона, МЬ 150 1200 1200 1200 900 900 150 150 Применение ультразвука для стимуляции позволяет на 20.

..25 % увеличить выход продукта и делает практически целесообразным повторное использование лейкоцитов.

Полученный очищенный интерферон хранят либо к виде раствора, либо в виде лиофильно высушенного препарата. При длительном хранении активность интерферона медленно снижается, что обусловлено агрегацией его молекул. Попадая в организм, интерферон связывается со специфическими рецепторами клеточной поверхности. Отдельная молекула или агрегат как одно целое могут связаться лишь с одним рецептором. Поэтому агрегация приводит к снижению количества действующих единиц, что равносильно снижению активности препарата.

Ультразвуковая обработка растворов интерферона с интенсивностью 1,0... 1,5 Вт/см2 и течение 5...10 мин увеличивает антивирусную активность интерферона в 2-4 раза. Судя по результатам электрофореза препаратов интерферона в акриламидном геле, ультразвуковое воздействие приводит к снижению концентрации в растворе частиц с молекулярной массой 120-140 тыс. дальтон и увеличению частиц с молекулярной массой 60-70 тыс.

дальтон и 30-35 тыс. дальтон, что соответствует димерам и мономерам интерферона.

Клинические испытания показали целесообразность ультразвуковой обработки интерферона перед использованием для лечения вирусных заболеваний.

5.6.3. Стимуляция роста клеток в культуре

–  –  –

Предынкубационная очистка поверхности яиц в низкочастотных 22...44 кГц ультразвуковых ваннах длится 30...60 с. Качество белка при этом не меняется а меняется, уничтожение микрофлоры на скорлупе способствует увеличению выводимости цыплят.

Следует, однако, отметить, что чрезмерное повышение мощности ультразвука, способствующее ускорению очистки и повышению ее качества, может привести к нарушению процесса развития эмбрионов, снижению выводимости, увеличению количества цыплят с врожденными уродствами.

Кратковременное воздействие высокочастотным ультразвуком (880 кГц) невысокой интенсивности на яйцо перед инкубацией приводит к увеличению выводимости цыплят (табл. 5.3).

Таблица 5.3 Выводимость цыплят (в процентах) после воздействия высокочастотным ультразвуком на яйцо перед инкубацией в течение 10 с (300 яиц на каждый опыт)

–  –  –

Наилучшие результаты достигаются при интенсивности ультразвука 0,4 Вт/см2 и десятисекундной длительности обработки. Следует отметить, что, чем выше инкубационное качество яиц, тем меньше проявляется стимулирующее действие ультразвука. Очевидно, при низкой исходной выводимости значительным оказывается резерв роста и развития, который и реализуется при неспецифическом ультразвуковом воздействии.

В практическом птицеводстве для профилактики заболеваний и массовой гибели цыплят в инкубационное яйцо вводя т различные лекарственные вещества, в том числе антибиотики. Самый простой и распространенный способ введения антибиотиков прокалывание скорлупы шприцем, последующее введение раствора в воздушную камеру и герметизация яйца. Этот способ позволяет легко дозировать лекарство, но требует строгой стерильности и практически не поддается автоматизации.

Известно, что ультразвук ускоряет транспорт многих веществ через мембраны и пористые перегородки и широко используется в медицине для введения лекарств в организм через неповрежденные покровные ткани, а также в промышленности для ускорения процессов пропитки ряда материалов.

Если на скорлупу нанести лекарственное вещество, например антибиотик ампициллин, или поместить яйцо в раствор этого антибиотика с концентрацией, в 10 раз превышающей концентрацию раствора, используемого для введения шприцем, то даже через десятки минут его содержание в яйце будет пренебрежимо мало. В этом легко убедиться по отсутствию лизиса - разрушения клеток в тест-культуре Sarcina lutea после добавления к ней содержимого яйца.

Если же опустить яйцо в этот же раствор антибиотика острым концом всего лишь на 1/5 но высоте и воздействовать ультразвуком, как это показано на рис. 5.11, то в содержимом яйца обнаруживается ампициллин.

Рис. 5.11. Фонофорез лекарственных веществ в яйцо:

лекарствен 1 - яйцо; 2 кювета; 3 - раствор лекарственного вещества; 4 - преобразователь ультразвука Под влиянием ультразвука (880 кГц) антибиотик активно транспортируется в яйцо через портируется скорлупу и подскорлупную мембрану, накапливаясь в его содержимом в концентрации, сравнимой с концентрацией полученной при введении раствора в воздушную камеру концентрацией, шприцем через прокол в скорлупе (табл. 5.4) Таблица 5.4 Оценка содержания ампициллина в содержимом яйца по величине зон лизиса клеток в культуре Sarcina lutea

–  –  –

Аналогичным способом на 18-е сутки инкубации при переносе яиц в выводные шкафы в яйцо вводят вакцину, например, против болезни Марека, что позволяет избавиться от вакцину например трудоемкой и малопроизводительной операции введения вакцины внутримышечно каждому цыпленку всего поголовья молодняка.

5.6.5. Снижение уровня иммунологической специфичности клеток В последнее время все шире используется трансфузия отдельных компонентов крови эритроцитарной, лейкоцитарной, тромбоцитарной массы, плазмы, альбумина, что позволяет при ряде патологических состояний достичь значительно большей терапевтической эффективности, чем при переливании цельной крови.

Следует, однако, отметить, что ветеринарная гемотрансфузиология сопряжена с определенными сложностями в связи с большим числом групп крови у животных. У коров, например, не менее 11-ти, у лошадей более девяти, у овец - семь, а у свиней обнаружено 14 групп крови. Встречаются животные, кровь которых не относится ни к одной из известных групп.

Групповая специфичность клеток крови обусловлена антигенными детерминантами, представляющими собой гликопротеиды и гликопротеидные комплексы, расположенные на наружной поверхности цитоплазматической мембраны. Эти детерминанты играют основную роль в иммунологическом распознавании «своих» и «чужих» клеток, а следовательно, и в трансплантационной совместимости тканей, в том числе крови и ее форменных элементов.

Иммунологическая несовместимость может быть снижена или преодолена, если частично или полостью удалить антигенные детерминанты с клеточной поверхности.

Обработка эритроцитов гликолитическими ферментами, отщепляющими полисахаридный остаток антигенных детерминант, весьма перспективна, но практически неосуществима в настоящее время в связи с отсутствием необходимых ферментов требуемой чистоты и специфичности. Возможна и химическая модификация группоспецифичных антигенов с целью их полной инактивации, но свойства полученных при этом эритроцитов остаются пока непредсказуемыми. Этих недостатков лишен ультразвуковой метод, позволяющий механически удалять группоспецифичные антигены с мембран эритроцитов и других клеток.

В поле ультразвука докавитационных интенсивностей возникают микропотоки, обеспечивающие «смывание» (десорбцию) с поверхности клеток молекул белков и других биополимеров, что подтверждается изменением энзиматической активности клеток, потерей ими связанных с мембранами антигенов, появлением в среде, в которой суспендированы клетки, заметных количеств гликопротеидов. Во избежание обратного связывания с мембранами «смытых» микропотоками макромолекул клетки после ультразвуковой обработки следует немедленно отделить от среды.

Выбор оптимального режима ультразвуковой обработки эритроцитов с целью снижения их антигенной активности при сохранении целостности клеток и их основных свойств требует учета целого ряда обстоятельств.

Энергия микропотоков и, следовательно, эффективность снижения антигенной активности эритроцитов увеличиваются с возрастанием интенсивности ультразвука (рис.

5.12), но при этом не должен быть превышен порог кавитации, разрушающей клетки в суспензии. Порог кавитации можно повысить, увеличивая концентрацию клеток, но это ведет к уменьшению расстояния между клетками, и «смытые» с их поверхности антигены после выключения ультразвука быстро сорбируются на поверхности близлежащих клеток.

Эффективность ультразвуковой обработки зависит и от частоты ультразвука. При низких частотах понижается порог кавитации и увеличивается вероятность гемолиза, при частотах, превышающих 1МГц, повышается порог кавитации, но уменьшается эффективность десорбции антигенов.

Параллельно с процессом десорбции антигенных детерминантов с поверхности десор эритроцитов в ультразвуковом ноле протекает и обратный процесс - сорбция антигенов клетками, а ультразвук лишь сдвигает равновесие в сторону десорбции. Поэтому только с десорбции помощью ультразвука не удастся полностью удалить антигенные детерминанты с поверхности клеток.

–  –  –

Рис. 5.12. Относительное изме изменение концентрации антигенов на поверхности эритроцитов в зависимости от плотности энергии ультразвука

–  –  –

УЛЬТРАЗВУКА

Некоторые отходы кожевенной промышленности содержат большое количество белка и после переработки могут успешно использоваться в качестве кормовой добавки. В кожевенных отходах содержится большое количество несовместимых с кормами веществ.

Это кремнефтористые и сернистые соединения натрия, парадихлорбензол и ряд других веществ, включая соли хрома, используемые для консервирования кожевенного сырья и его дубления при переработке в кожу. Химические способы снижения содержания токсических веществ до допустимого уровня и разрушения прочных связей в структуре кожи требуют длительного времени, большого количества воды и различных химических соединений.

Процесс переработки кожевенного сырья примерно в 25 раз ускоряется в мощных низкочастотных ультразвуковых полях и занимает не 2-5 суток, а 2-3 часа. При такой обработке смесь отходов с растворами интенсивно перемешивается, ускоряется экстракция консервантов, разволокняется структура кожевенных отходов, что значительно повышает их перевариваемость, а значит, кормовую ценность.

Полученный эффект, очевидно, обусловлен интенсификацией пропитки кожевой ткани реагентами, ускорением химических реакций в ультразвуковом иоле (см. § 1.9), повышением скорости удаления из кожевой ткани продуктов реакции, а также механическим воздействием ударных волн и кавитационных микропотоков на структуру ткани. В результате такой обработки из отходов кожи практически полностью удаляются различные консерванты и дубители. Полученная таким способом сухая измельченная кормовая добавка содержит 70% белка и 17% жира. Содержание перевариваемого протеина составляет 420 т/кг.

Аналогичным способом можно готовить грубые корма из соломы. Обычно солому заливают на 8...14 ч раствором щелочи, что обеспечивает ее размягчение и насыщение влагой. Обработка измельченной соломы в растворе щелочи мощным низкочастотным ультразвуком в течение трех минут резко сокращает время приготовления корма, в 3-4 раза уменьшает расход щелочи, а также значительно повышает перевариваемость и питательность корма.

Успешно применяют ультразвук и для повышения эффективности производства рыбной кормовой муки. Обычно образующиеся в процессе прессования при производстве рыбной муки бульоны содержат значительное количество белков и липидов. Так, в бульоне, образовавшемся при переработке 30 т сырья, содержится около 1,5 т белка и 0,5 т жира.

Этот подпрессовый бульон можно упарить, а образовавшийся концентрат использовать для обогащения кормовой муки. Однако соленые бульоны практически не пригодны для упаривания, так как при этом в конечный продукт попадает большое количество соли.

Кроме того, метод уваривания весьма энергоемок. Для отделения белка и жира от жидкой среды можно использовать методы электрофлотации и электрокоагуляции, но оба эти метода требуют затраты большого количества энергии па единицу готовой продукции, в которую к тому же нередко попадает металл электродов в виде загрязняющих примесей.

Этих недостатков лишен ультразвуковой метод коагуляции белков в подпрессовых бульонах. После десятиминутной обработки мощным низкочастотным ультразвуком в бульоне, выдерживаемом при 95°С, образуются хлопья, которые быстро осаждаются. Их легко отделяют с помощью сепаратора и высушивают одним их обычных способов.

Применение ультразвука позволяет без существенных дополнительных затрат на 8...10 % увеличить общий выход рыбной муки - ценной кормовой добавки в рацион сельскохозяйственных животных.

Следует отметить, что в рыбной муке обычно содержится значительное количество жира, который, окисляясь при хранении продукта, снижает его качество. Однако, если к жому после прессования добавить воду в соотношении 1:4, смесь в течение 10…15 мин обработать мощным ультразвуком с частотой 18...22 кГц, а затем вновь подвергнуть прессованию, то содержание жира в жоме и в конечном продукте снижается с 13 до 8%, что существенно повышает качество рыбной муки. Отделенный при этом рыбий жир также представляет собой ценную кормовую добавку.

В качестве эффективных добавок к корму, содержащих биологически активные вещества, нередко используют одноклеточные водоросли и кормовые дрожжи, выращенные па дешевом природном сырье: измельченных отходах древесины, тростнике, кукурузных кочерыжках, лузге подсолнечника, оболочках гречихи и проса, отходах сахарного производства.

Используют дрожжи в виде белково-витаминно-минеральных добавок в рационы крупного рогатого скота, сельскохозяйственной птицы, пушных зверей. Солому и другие малоценные корма подвергают дрожжеванию, добавляя с корм дрожжи и создавая условия для их развития. Питательность грубых кормов в результате их обогащения белком, витаминами, органическими кислотами и ферментами значительно повышается.

Достаточно длительный процесс дрожжевания можно существенно ускорить, стимулируя рост и развитие клеток ультразвуком, Ультразвуковое воздействие в течение нескольких минут повышает интенсивность брожения, улучшает качество готового продукта, снижает расход дрожжей. Разрушенные мощным ультразвуком клетки сами по себе являются хорошим стимулятором развития дрожжей. Этот эффект связывают с так называемым «мортальным фактором», возникающим при разрушении клеток, стимулирующим рост и развитие остальных, оставшихся целыми клеток. Основываясь на этих представлениях, для ускорения процессов дрожжевания четвертую часть исходной суспензии подвергают мощному ультразвуковому воздействию, приводящему к разрушению клеток, а затем смешивают полученный продукт с оставшимися тремя четвертями суспензии.

Ценным источником белка и биологически активных веществ, необходимых для рационального кормления, могут служить одноклеточные водоросли, например хлорелла.

Однако гемицеллюлоза, составляющая их оболочку, плохо разрушается в желудочнокишечном тракте сельскохозяйственных животных, что существенно снижает их кормовую ценность. Кратковременное воздействие ультразвуком неразрушающих интенсивностей (10 кГц; 2 кВт) на хлореллу в суспензии с объемной концентрацией клеток от 10 до 25 % стимулирует в последующие несколько часов синтез ими биогенных стимуляторов. Скорость синтеза увеличивается, если суспензию клеток после ультразвуковой стимуляции выдерживать в темноте при температуре 3...7. После этого клетки в суспензии разрушают, используя мощный ультразвук или СВЧ-поле.

Полученная таким образом жидкая масса - «зеленое молоко» - может быть использована как в свежем, гак и в консервированном виде. Для длительного хранения массу сушат и включают в состав порошковых гранулированных концентратов или прессованных кормосмесей.

Скармливание «зеленого молока» молодняку сельскохозяйственных животных, в том числе и птице, резко снижает их падеж и в среднем на 17% увеличивает привесы.

Животные с удовольствием поедают «зеленое молоко» и корма, подвергшиеся дрожжеванию. Клетки дрожжей и одноклеточных водорослей богаты полноценными белками, необходимыми живому организму солями калия, кальция и фосфора, а также витаминами. По составу дрожжи и одноклеточные очень близки к кормам животного происхождения, а по питательности и содержанию витаминов лишь немного уступают рыбной муке.

Для приготовления кормовых добавок из растительного сырья, для дрожжевания кормов и разрушения клеток хлореллы не требуется специального ультразвукового технологического оборудования. Для этой цели успешно используются давно разработанные и выпускаемые промышленностью ультразвуковые ванны различного объема.

Список литературы

1. Абрамов О.В., Акопян В.Б., Зиммелис И.В. и др. Ультразвуковая предпосевная обработка семян ячменя // Вестник с.-х. науки. 1991. № 1.

2. Абрамов О.В., Акопян В.Б., Рыхлецкая О. С. и др. Всхожесть и урожайность томатов в зависимости от обработки семян ультразвуком и парааминобензойной кислотой // Доклады ВАСХНИЛ. 1987. № 8.

3. Акопян В.Б. Физические основы ультразвуковой криобиологии // Доклады 111 национальной школы по криобиологии и лиофилизации. Смолян (Болгария), 1987.

4. Акопян В.Б., Аленичев В.Н., Гаврилов В.К., Рухман А.А. Ультразвуковая интенсификация процессов фильтрования // Ультразвуковые технологические процсссы-2000.

Архангельск, 2000,

5. Борисов Ю.А. Гынкина Н.M. Акустическая сушка // Физические основы ультразвуковой технологии. М.: МАДИ, 1970.

6. Деблок И., Лефевр Ф., Нонгайар. Б. и др. Вязкоупругие характеристики сахарного сиропа // Пищевая промышленность. 2003. № 12.

7. Долганова Н.B. Интенсификация биотехнологических процессов комплексного использования сточных вод рыбообрабатывающих предприятий. Астрахань, АГТУ, 1991.

8. Казанцев В.Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок.

М.: Машиностроение, 1980.

9. Применение ультразвука в промышленности / Под ред. А.И. Маркова. М.:

Машиностроение, 1975.

10. Разработка и внедрение высокоэффективного ресурсосберегающего оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевой и перерабатывающей отраслях АПК. Киев:

Изд-во технол. ни танищ-й пром., 1991.

11. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.:

Пищевая промышленность, 1974.

12. Сенченков И.К. Модальная классификация и проектирование сонотродов для ультразвуковой обработки материалов // Акустический вестник, 1998. № 4.

13. Сенченков И.К., Нестеренко НЛ., Козлов В.И. Ультразвуковая сварка ресурсосберегающий и экологически чистый способ соединения пластмасс // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1999. № 1.

14. Сарвазян А.Н.Сельков Е.Е., Чаликян Т.В. Акустический интерферометр постоянной длины с переходными слоями для прецизионных измерений в малых объемах жидкостей // Акустический журнал. 1988. № 6.

15. Фихте Б.А. Гуревич Г.А. Ультразвуковая дезинтеграция микроорганизмов // Пущино:

НЦБИ АН СССР, 1984.

16. Хмелев В.П., Попова О.B. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве. Барнаул:

АлтГТУ, 1997.

17. Холопов Ю.В. Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов. Л.: Машиностроение, 1988.

18. Янсон Х.А.,Дзенис В.В., Татаринов A.M. Ультразвуковое исследование трубчатых костей.

Рига: Зинатне, 1990.

6. УЛЬТРАЗВУК В ФАРМАЦИИ

Интенсивное перемешивание жидкостей в ультразвуковом поле, обусловленное акустическими течениями и микропотоками с большими градиентами скоростей способность ультразвука дробить с помощью ударных волн взвешенные в жидкой среде твердые частицы и капли не растворяющихся в ней жидкостей на мельчайшие фрагменты делают ультразвуковые методы незаменимыми и весьма перспективными в производстве лекарств. Растворение, диспергирование и эмульгирование, экстрагирование и осветление, суспендирование и сушка могут быть значительно ускорены и облегчены при заводском и аптечном изготовлении ряда лекарственных препаратов и некоторых лекарственных форм.

6.1. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЕКАРСТВ

Растворение - самый распространенный процесс при изготовлении лекарств. Он прост и истребует больших усилий для приготовления растворов легкорастворимых веществ, но для веществ с пониженной растворимостью оказывается длительным и трудоемким.

Среди многих методов ускорения процесса растворения ультразвуковые занимают особое место.

Скорость растворения тем выше, чем ниже концентрация растворяемого вещества в растворе. Обычно при отсутствии потоков в жидкости у поверхности растворяемого тела устанавливается градиент концентрации. Чем ближе к поверхности, тем выше концентрация и тем медленнее переход новых частиц с поверхности в раствор.

Перемешивание обычными способами ускоряет растворение. Но только ультразвуковые микропотоки способны интенсивно перемешивать топкие слои жидкости у самой поверхности.

Скорость растворения иод действием ультразвука увеличивается еще и в результате кавитационной эрозии и дробления твердых частить. Это значительно увеличивает поверхность контакта между растворителем и растворяемым веществом.

Скорость растворения существенно зависит от интенсивности ультразвука. При низких интенсивностях эффект пренебрежимо мал и резко возрастает при интенсивностях, превышающих порог кавитации. Если раствор далек от насыщения, то при постоянной полости ультразвука количество растворенного в единицу времени вещества практически пропорционально времени воздействия.

Скорость растворения в ультразвуковом поле во многом растворимости лека вещества (табл. 6.1). Чем хуже растворяется вещество в данном растворителе, тем меньше эффективность ультразвуки кого воздействия. Но даже если речь идет о малорастворимых веществах, процесс ускоряется в 2-3 раза. Уменьшается в 5-30 раз и время достижения концентрации насыщения. Это позволяет готовить сильно концентрированные растворы веществ, медленно и мало растворимых в обычных условиях.

Следует, однако, отметить, что концентрация насыщенных водных растворов некоторых веществ, например глюконата кальция и ряда карбонатов, снижается в результате ультразвукового воздействия. Этот эффект слабо изучен и не получил убедительного обоснования. Можно предположить, что данное явление связано с конкуренцией диспергирования и коагуляции.

Таблица 6.1 Ускорение ультразвуком растворения лекарственных веществ

–  –  –

В состав многих лекарственных препаратов в том или ином количестве входят вещества, извлекаемые из растительного или животного сырья. В основе технологии извлечения лекарственных веществ из тканей животных и рас гений лежит экстрагирование, малоэффективный и длительный процесс.

Низкочастотный ультразвук (22...44 кГц) в десятки и сотни раз сокращает время экстракции, например, флавоноидов, феногликозидов, дубильных и других веществ, на 30% повышает выход тартроновой кислоты из капустной мезги, на 20 % - выход инулина из корней лопуха, валерьяновой кислоты из корневищ валерианы, на 10...50 % - других веществ из различного растительного сырья.

Проводя экстракцию тканей животных в ультразвуковом поле, можно быстро и эффективно извлечь адреналин из на/точечной железы, инсулин - из поджелудочной железы, лидазу - из семенников, спленин - из селезенки, цитохром С - из сердечной мышцы крупного рогатою скота, пепсин - из автолизатов свиных желудков, пантокрин из пантов оленя и целый ряд ферментов, гормонов, витаминов из другого животного сырья.

Биологическая активность лекарства в огромной степени зависит от физико-химического состояния входящих в него веществ. В частности, активность действующего начала в линиментах, суспензиях, эмульсиях существенно меняется в зависимости от степени дисперсности частиц, значительно увеличивающейся при ультразвуковой обработке.

Кроме того суспензии и эмульсии после ультразвукового воздействия не расслаиваются и сохраняют свои свойства значительно дольше, чем эмульсии и суспензии, полученные традиционными способами (табл. 6.2), Таблица 6.2 Сравнительная устойчивость эмульсий, полученных разными методами

–  –  –

Частицы лекарственного вещества в эмульсиях и суспензиях, раздробленные до весьма малых размеров (0,1...0,5 мкм), приобретают новые качества. Можно, например, приготовить эмульсию рыбьего жира, лишенную специфического запаха и вкуса, С помощью ультразвука были получены и успешно применяются в лечебной практике высокоактивные эмульсии касторового и вазелинового масел, рыбьего жира, нафталиновой нефти, лечебных грязей.

Суспензии - взвеси твердых частиц в жидкости, часто применяющиеся в лечебных целях, также меняют свои свойства под действием ультразвука. Размеры частиц уменьшаются, количество их возрастает, и, следовательно, увеличиваются устойчивость суспензии и общая поверхность частиц, определяющая биодоступность. лекарственного вещества.

Например, средние размеры частиц норсульфазола в суспензии в результате ультразвуковой обработки уменьшаются с 45...120 мкм до 3...10 мкм. При введении такой суспензии в организм время достижения максимальной концентрации препарата в крови сокращается и 2-4 раза. Используют ультразвук и для приготовления лекарственных форм, содержащих бентонитовые глины.

Противогрибковая активность 1- (2-хлорфенил) дифепилметил имидазола, известного как клотримазол или трихопол, многократно возрастает под действием ультразвука (22 кГц;

1,5 Вт; 40 мин).

Седиментационно устойчивая дисперсия клотримазола в воде с ПАВ (лаурил сульфат), введенная в питательную среду с инкубируемыми микроорганизмами Candida albicans, оказалась значительно аффективнее, чем та же композиция, приготовленная без ультразвука. Минимальная цитоцидная концентрация клотримазола в обработанной ультразвуком дисперсии составила 6.10-6 - моль/л., минимальная ингибирующая концентрация -1,2 • 10-7 моль/л. Эти концентрации па порядок ниже содержания клотримазола в стандартной дисперсии, не обработанной ультразвуком. Иначе творя, для лечения грибкового заболевания (кандидоз) требуется примерно в 10 раз меньше препарата, обработанного ультразвуком, чем полученною по традиционной технологии.

Теоретические кривые роста Candida albicans в питательных средах, содержащих клотримазол (рис. 6.1), построенные по вычисленным кинетическим коэффициентам и экотоксикологическому уравнению, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Не следует, однако забывать, что в ультразвуковом поле, особен при следует однако, особенно интенсивностях, превышающих порог кавитации, возможны химические превращения лекарственных веществ, способные кардинально изменить их свойства и действие па организм (см. § 1.9).

Протекторами для лекарств в ультразвуковом поле могут служить акцепторы свободных радикалов. Так, 1% аскорбинов кислоты в растворе предотвращает ультразвуковые аскорбиновой химические реакции с уча участием резорцина, новокаина, производных парааминосалициловой кислоты и других лекарственных веществ. Свойствами сонопротекторов обладают также сульфат, бисульфат и метабисульфит натрия, некоторые ров антиоксиданты.

Активность ряда веществ, в частности антибиотиков - бензилпенициллина бензилпенициллина, стрептомицина, тетрациклина низина, а также интерферонов - даже увеличивается под тетрациклина, действием ультразвука. Возможно это обусловлено распадом самопроизво Возможно, самопроизвольно образующихся в растворе этих веществ димеров, гримеров, тетрамеров. Данные гримеров тетрамеров ассоциаты распадаются в ультразвуковом поле до отдельных молекул что эквивалентно падаются молекул, увеличению концентрации препарата в единице объема или возрастанию активности на единицу его массы.

Рис. 6.1.

Экспериментальные точки и теоретические кривые (построены по зкотоксикологическому уравнению), описывающие рост Candida albicans в питательной среде, содержащей гидрозоль клотримазола (моль/л):

6.2. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ АЭРОЗОЛИ

При аэрозольтерапии лекарственное вещество, будучи распылено на мельчайшие частицы и обладая поэтому большой удельной поверхностью, при попадании в органы дыхания воздействует на большую поверхность слизистых оболочек и быстро всасывается в кровь.

Аэрозоли широко используются в медицине и ветеринарии для индивидуального и группового лечения респираторных и других заболеваний человека, массовой вакцинации животных и поддержания необходимой влажности в помещениях.

Существует много способов диспергирования жидкостей - гидравлический, механический, пневматический и пр., но наиболее эффективны ультразвуковой и пневмоакустический методы.

Регулируя параметры ультразвука, можно получить частицы аэрозоля самых разных размеров - от 0,03 до 10 мкм в диаметре - и в зависимости от этого обеспечить воздействие на тс или иные отделы дыхательной системы. Чем мельче аэрозольные частицы, тем глубже они проникают в легкие. Следует особо отметить, что при ультразвуковом методе аэрозоль получается практически монодисперсным, т. е. большинство частиц имеет одинаковые размеры.

На частицах тумана при их образовании могут накапливаться электрические заряды, В среднем число положительно и отрицательно заряженных частиц примерно одинаково.

Разноименно заряженные частицы притягиваются друг к другу и сливаются в более крупные капли, что снижает монодисперсность аэрозоля и, следовательно, меняет его лечебные свойства. Для предупреждения этого явления аэрозоль иногда заряжают, используя специальное устройство. Одноименный электрический заряд на частицах препятствует их сближению и слиянию в более крупные капли. Следует отмстить, что в ряде случае» положительно и отрицательно заряженные частицы лекарственного аэрозоля обладают разными лечебными свойствами. Например, антибактериальная активность положительно заряженных частиц аэрозоля фурацилина вдвое выше активности частиц, заряженных отрицательно (рис 6.2).

Рис. 6.2.

Влияние положительно (+) и отрицательно (-) заряженных частиц аэрозолей физиологического раствора и фурацилина, а также их электронейтральных (11) смесей на нейтральных число колоний:

K - число колоний и исходной культуре; 1 - число колоний после воздействия аэрозолем физраствора; 2 - число колоний после воздействия аэрозолем раствора фурацилина

–  –  –

ЗАКЛЮЧЕИЕ

Исследования механизмов биологического и лечебною действия ультразвука, разработка новых ультразвуковых методик для медицины, экспериментальной биологии, ветеринарии, биотехнологии и других областей народного хозяйства продолжаются.

Высокий коэффициент поглощения ультразвука в воздухе, применение специальных конструкций и материалов для держателем ультразвуковых преобразователей сводят до минимума ультразвуковое воздействие на обслуживающий персонал, однако встречаются индивидуумы с повышенной чувствительностью. Они испытывают дискомфорт при интенсивностях ультразвука, используемых в диагностике, или «чувствуют» ультразвук, держась за рукоятку излучателя. Таких людей немного - два-три человека на каждые 10 тысяч, - но сам факт их существования свидетельствует о возможности влияния ультразвука весьма малых интенсивностей на организм. Не вызывая определенных ощущений во время воздействия, при длительном применении ультразвук низких интенсивностей может вызнать боли в суставах, повышенную утомляемость, изменения в организме, отражающиеся на электроэнцефалограммах в виде нарушения -ритма, и т. д.

Все изменения бесследно исчезают, если оператор в течение нескольких дней не имеет контакта с ультразвуковой аппаратурой.

Есть проблемы, к решению которых исследователи еще не приступали, К ним относится выяснение возможности влияния ультразвука на процессы фармакокинетики и фармакогенетики. Что касается первой проблемы, то пока идет только сбор информации о влиянии ультразвука на скорости и пути введения и выведения лекарственных веществ в клетки и ткани. О существовании второй проблемы свидетельствует, по-видимому, лишь один факт - заметное увеличение числа хромосомных аберраций в клетках, подвергнутых ультразвуковому воздействию весьма низких интенсивностей в полиэтиленовых контейнерах (см.§ 5.2), Возможно, не только вещества, выделяющиеся из полиэтилена, но и некоторые соединения, используемые в фармакологии, в комбинации с ультразвуком могут увеличивать число хромосомных аберраций или оказывать другие нежелательные воздействия на организм.

Представляется бесспорным, что дальнейшее исследование механизмов биологического действия ультразвука, разработка новых ультразвуковых методов и оборудования принесут ощутимую пользу практической медицине, ветеринарии, биотехнологии и связанным с ними областям народного хозяйства - растениеводству, кормопроизводству, перерабатывающей промышленности, а также теоретической и экспериментальной медицине.

предметный указатель 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 11 Амплитуда сдвигового усилия 11 Амплитуда скорости 10 Ампли туда смещения 11 Аналитический эффект 156 Антиген 100,151,199,200 Антиоксидант 32, 209 Антитело 100 Артериографии 57 Аутогемотерапия 140 Ацетабулярия 102 Аэрозоль 37,43,159, 210 бактерицидный эффект 156 Белки 93,172,175,201,203 Бесплодие 144 Биологически активные вещества 182, 202 Биологически активные точки 142,143 Биолюминесценция 99 Биомакромолекулы 90,101 Биополимеры 90 Биосинтез интерферона 192, 194 Биотехнологии 171 Болевая реакция 150 Болезни копыт 162 Визуализации 17,45,46,48,59 Вирусные частицы 118 Внешнее возмущение 110,112 Внешние раздражитель и 103 Внутренние органы 151 Внутриклеточная среда 121 Внутриутробная диагностика 52 Внутриутробная смертность 143 Водородпероксид 29, 30,39,91,120 Водоросли 36,203 Волна

- акустическая

- 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 17В Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) 23, 28, 38, 97,112 Денатурации 9В, 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 11З, 138 Доплеровская частота 55 Доплеровские методы 54 Дрожжи 115, 203 Заживление ран 110,148,155,159 Заменители цельного молока 181 Затухание ультразвука 17З Зондирующий импульс 49 Излучатели ультразвука 14, 42 Иммунная система 152 Иммунологическая несовместимость 199 Иммунологическая специфичность 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

–  –  –

1. подавление 36

2. 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 24 Коллоидный вибропотенциал 24 Консервирование эритроцитов 77 Криохирургический инструмент 156 Кровоток 56 Комбинированные воздействия 113, 147, 179 Кормовые добавки 201 Коэффициент затухания 22 Коэффициент отражения ультразвука 20 Коэффициент логлов1ения 17,124 Коэффициент проницаемости мембран 118 Коэффициент теплопроводности 19 Крахмал 46, 127, 182 Криозащитное действие 77 Криокоисервирование 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 Maгнитострикционные преобразователи 42,155,171 Макрофаги 159, 161 Маммографии 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 Мягкие ткани 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 изменении 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 анергия 101 Поверхностно-активные биомакромолекулы 109 Поверхностные волны 22, 155, 157 Поверхностный заряд 22 Поверхность клетки 101 Повеpxность 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



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
Похожие работы:

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Институт экологии растений и животных БИОСФЕРА ЗЕМЛИ: прошлое, настоящее и будущее МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ 21–25 апреля 2008 г. ЕКАТЕРИНБУРГ 574 (061.3) + 502.211 28.081 Материалы конференции изданы при финансовой поддержке г...»

«ПОЛЕЖАЕВА Анастасия Николаевна ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ПЕСЕННОГО ТЕКСТА: ЛИНГВОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ Специальность 10.02.01 русский язык АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата филологических наук Иваново – 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО "Ивановский государственный университет" Научный руководи...»

«А. А. КАЛИНИНА ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО БИОЛОГИИ к учебникам В.В. Пасечника (М.: Дрофа); И.Н. Пономаревой и др. (М.: Вентана-Граф) НОВОЕ ИЗДАНИЕ 6 класс МОСКВА • "ВАКО" • 2011 УДК 373.858 ББК 74.262.85 К17 Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии: 6 класс. – К17 3-е изд., перераб. – М.: ВАКО, 2011. – 38...»

«ҐРУНТОВА МІКРОБІОЛОГІЯ УДК 606:63 СПОНТАННЫЕ ЭНДОМИКОРИЗНЫЕ СТРУКТУРЫ В КОРНЯХ ЯЧМЕНЯ, ЛЬНА-ДОЛГУНЦА И ГОРОХА: КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ УЧЕТ, ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ МИКОРИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ЛАБОРАТОРНОЙ МОДЕЛИ Алещенкова З.М., Суховицкая Л.А....»

«Министерство охраны окружающей среды РК Министерство экономики и бюджетного планирования РК Комитет по водным ресурсам МСХ РК Европейская Комиссия Региональный Экологический Центр Центральной Азии Проект "Разработка интегрированного плана управления в ИлиБалхашском бассейне" Мирхашимов Искандар-менеджер прое...»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. Самарская Лука. 2009. – Т. 18, № 1. С. 176-187. УДК 595.77 ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КОРОТКОУСЫХ ДВУКРЫЛЫХ (DIPTERA, BRACHYCERA) СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ И САМАРСКОЙ ЛУКИ © 2009 И.В. Любвина* Жигулевски...»

«ДРОБКОВА ВЕРА АНАТОЛЬЕВНА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГРИБОВ РОДА CANDIDA, ИЗОЛИРУЕМЫХ ИЗ ВАГИНАЛЬНОГО БИОТОПА ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА 03.02.03 Микробиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук...»

«ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2011. № 3. С. 386 – 393 УДК 574.58:639.332 СОСТОЯНИЕ ЗАЛИВОВ ОНЕЖСКОГО ОЗЕРА ПРИ ТОВАРНОМ ВЫРАЩИВАНИИ РАДУЖНОЙ ФОРЕЛИ О. П. Стерлигова, С. П. Китаев, Н. В. Ильмаст, С. Ф. Комулайнен, Я. А. Кучко, С. А. Павловский, Е. С. Савосин Институт биологии...»

«Приказ Минобрнауки России от 30.07.2014 871 Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 06.06.01 Биологические науки (уровень подготовки кадров высшей кв...»

«Флора и растительность биологической станции Уральского государственного университета Учебное пособие МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ Ф~ЕРАЦИИ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А. М. ГОРЬКОГО ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙСТАНЦИИ УРАЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Утверждено редакционно-изд;пелъским совет...»

«РАЗРАБОТАНО: НП "Сибирский федеральный центр оздоровительного питания" председатель Комиссии по стандартизации и техническому регулированию КЭС СФЦОП А.Р. Антонов "08" ноября 2008 г. ПРАВИЛА СТАНДАРТИЗАЦИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА, МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ методические рекомендации РСТ12...»

«Институт устойчивого развития Общественной палаты РФ Центр экологической политики России КОРПОРАТИВНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ А.Е. Костин Ответственный редактор: В.М. Захаров Москва УДК 330.3; 502.3; 504.062 ББК 65.28 К72 При реализации проекта используются средства государственной поддержки, выделенные в качестве грант...»

«ТРУДЫ ЮЖНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА МОРСКОГО РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА И ОКЕАНОГРАФИИ 2010 ТОМ 48 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОМ БАССЕЙНЕ И МИРОВОМ ОКЕАНЕ ...»

«Российская Академия наук Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Учебно-научный центр Э.В. Гарин Водные и прибрежно-водные макрофиты России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР) Ретроспективный библиографический указатель Рыбинский Дом печати Рыбинск УДК 016 : 581.526.3 (47+57) Г 20 Га...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горно-Алтайский государственный университет" МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ по дисциплине "Зоогеография" Уровень основной образовательной программы: бакалавриат Рекомендуе...»

«ПРОГРАММА КУРСА "МИКРОБИОЛОГИЯ" Введение Предмет и задачи микробиологии; ее место и роль в современной биологии. Значение микробиологии для народного хозяйства и здравоохранения. Связь микробиологии с другими науками. Вклад микробиологии в развитие генетики, молекулярной биологии и биотехнологии. Методы микробиологии. Прос...»

«Экология животных Юг России: экология, развитие. № 1, 2012 Ecology of animals The South of Russia: ecology, development. № 1, 2012 23. Pittino R., Shokhin I.V. A new species of the genus Psammodius Fallйn, 1807 from Northeastern Anatolia and Caucasus (Coleoptera, Aphodiidae, Psammo...»

«"СЕРЕБРО – АЦ" препарат стабильной формы катионного серебра Несмотря на современные достижения в области диагностики и лечения заболеваний человека, проблема сохранения и восстановления здоровья граждан остается по-прежнему актуальной. Неблагоп...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия "Биология, химия". Том 24 (63). 2011. № 4. С. 73-82. УДК 594.124:591/134 262/(5) О ВЛИЯНИИ КРУПНОМАСШТАБНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИДИИ (MYTILUS GALLOPRO...»

«Техническое задание Лот Услуги по вывозу и утилизации (обезвреживанию) производственных и бытовых отходов ТОО "БУРИСМА ЕВРАЗИЯ" c месторождения Урихтау Актюбинской области Информация, указанная в настоящем Технической спецификации к тендерной документации, предоставл...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.Т. ТРУБИЛИНА" Факультет экологии Кафедра прикладной экологии КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ЭКОЛОГИЯ" Учебно-методическое по...»

«ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ВЕТНАДЗОРА ЭПИЗООТИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В РФ Информационное сообщение от 5 августа 2016 года по эпизоотической ситуации в РФ. Информация по сообщениям МЭБ КЧС Срочным отчетом №1 от 03.08.2016 г. в МЭБ сообщено об оздоровлении трех неблагополучн...»

«АНАЛИЗ РУКОВОДСТВОМ ОАО "АК "ТРАНСНЕФТЬ" ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ И РЕЗУЛЬТАТОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ ОАО "АК "ТРАНСНЕФТЬ" ЗА ТРИ МЕСЯЦА, ЗАКОНЧИВШИХСЯ 31 МАРТА 2012 ГОДА 1.  Общие сведения и обзор деятельности Группы 1.1. Основные инвестиционные проекты Группы 1.2. Изменения...»

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЮ ПРИКАЗ № 853 г.МОСКВА 09.10.2013 О проведении аукциона на право пользования участком недр федерального значения, включающим участок Левоб...»

«1. Цели подготовки Цель изучить комплексную микробиологическую, – вирусологическую, эпизоотологическую, микологическую, микотоксикологическую и иммунологическую диагностику инфекционной патологии животных и...»

«ЦАТУРЯН Людмила Дмитриевна СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА ОБСЛЕДОВАННЫХ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре ан...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.