Повна версія

Головна arrow Медицина arrow УЛЬТРАЗВУК В МЕДИЦИНІ, ВЕТЕРИНАРІЇ, БІОЛОГІЇ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КОЛОЇДНИЙ ВІБРОПОТЕНЦІАЛ У МЕХАНІЗМІ БІОЛОГІЧНОЇ ДІЇ УЛЬТРАЗВУКУ

Якщо ультразвукова хвиля поширюється в однорідному середовищі, наприклад в чистій воді, то всі частинки середовища коливаються біля своїх положень рівноваги з однаковою амплітудою. Якщо ж в середовищі присутні частинки іншої природи - іони, колоїдні частинки, клітини, - то амплітуда їх коливань буде тим менше, чим більше маса (і, отже, інерція) частки і чим більше коефіцієнт тертя між часткою і середовищем.

У розчинах електролітів або колоїдних розчинах, а також в суспензіях заряджених частинок при поширенні ультразвукової хвилі амплітуди і фази коливань різнойменно заряджених частинок можуть бути різними. У середовищі виникає змінний електричний потенціал, який називають вібропотенціалом, або на честь вченого, який знайшов цей ефект, - потенціалом Дебая.

Вібропотенціал характеризують відношенням змінної різниці потенціалів між двома довільними точками, розташованими в напрямку поширення хвилі до амплітуди швидкості. При частотах, що перевищують 0,5 МГц, вібропотенціал мало залежить від частоти.

Для розчинів хлористого натрію та інших 1-валентних електролітів вібропотенціал дуже малий і дорівнює 3 ... 10 мкВ • с / см. Більш високі значення спостерігаються в поліелектроліти, а в колоїдних розчинах ефект досягає значення 1 ... 10 мкВ • с / см.

Передбачається, що колоїдний вібропотенціал обумовлений періодичним порушенням структури подвійного електричного шару внаслідок того, що масивна, несуча заряд колоїдна частка має значно більшу інерцію, ніж навколишні її легені протівоіони.

Колоїдний вібропотенціал можна оцінити за формулою

де с - швидкість ультразвуку в середовищі; v - амплітуда швидкості; е - діелектрична проникність середовища;

? - електрокінетіческій потенціал; тп - маса колоїдних частинок в одиниці об'єму; р - питомий електричний опір середовища; г - в'язкість середовища.

Підставляючи в цю формулу (при v = 10 _3 m / c; с = 1,4 • 10 3 м / с;

е% 50 ... 60 Ф / мдля водних розчинів) значення, характерні для

біологічних об'єктів (? клітин приблизно 50 мВ; р - 10 4 Ом / м;

г | приблизно 0,25 Пз), і враховуючи, що маса клітини ТП- d-na 3 , де

3

середня щільність клітини d - 1,1 10 3 кг / м 3 , радіус клітини а - 5 мкм і клітини займають приблизно 0,9 обсягу всієї тканини, отримують А? = «10 мВ. Це значення можна порівняти за величиною з мембранними потенціалами клітини (10 ... 50 мВ).

Дія вібропотенціала припиняється відразу після виключення ультразвуку. Однак і підвищена проникність, і знижена електропровідність мембран зберігаються протягом 20 ... 30 хв після ультразвукового впливу. Таке післядія може бути обумовлено зрушеннями в процесах функціонування клітини, наприклад порушенням метаболізму, при зміні (під впливом ультразвуку) співвідношення іонів всередині і поза клітиною. Час, необхідний для відновлення нормального функціонування клітини, може вимірюватися десятками хвилин.

 
<<   ЗМІСТ   >>