Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 38
Текст из файла (страница 38)
;)~~~;.',-;:,':При диффузионном проникновении в макропористые си- ,,:~~~~:„:":;:-..:стемы преобладающим является способность ультразву- "-~~,",':,::. новых колебаний генерировать микропотоки в порах и "РФ~:~:.:-;':. капиллярах, которые приводят к перемешиванию жидко,;~-.,:,',',.' сти и молярному ее переносу. Действие ультразвука на биологические ткани в процессе их обработки доказывается многочисленным материалом 'Ц' Многочисленные исследования, проводившиеся 'в СССР и в различных странах, показывают, что ультразвуковые волны, распространяющиеся в биологической ткани, обладают сильным биологическим действием.
Ос- ~,:,:,„":!,. новой биологического действия ультразвука является его способность пронвкать в ткани на некоторую глубину ,:т" и поглощаться ими. В целом энергия ультразвука в био- '.~:,::.'- логическом объекте может проявляться в образовании тепла, в возникновении механических сил и химических , у!;::.:' превращений. При этом биологический эффект от воздействия ультразвуковых колебаний зависит от его частоты, интенсивности, времени воздействия и режима работы.
Действия ультразвука на микроорганизмы исследовались многими учеными. Бактерицидное действие ультразвука выражается в разрушении микроорганизмов цри значительных интенсивностях, превышающих кавитационный порог Ультразвук малой и средней интенсивности оказывает яа организм лечебное действие. Экспериментальное и клиническое применение энергии ультразвука выявило болеутоляющее, спазмолитическое, рассасывающее, 'проф") ' 233 ".т ю 5 ф 4 и 2 сз с 0 0 ° (ь 20 40 К г ьВ 00 к ц 000" 20 Лг Г00 00 ~ 00 и, Оп ь.
20 цв «~ ю 2в. и 235 234 тивовоспалительпое, десенсибилизирующее и фибролитическое действие. Показано, что ультразвуковые колебания как бы выполняют эффективный микромассаж тканей и клеток, который по своему действию превосходит вибрационный массаж под водой и тем самым значительно улучшает снабжение тканей лимфой и кровью. Влияние ультразвуковых колебаний на процессы очистки поверхности инфицированных биологических тканей и внедрение лекарственных веществ в ткани организма Механизм ультразвуковой обработки может быть раскрыт, если выяснены особенности определяющего влияния факторов ультразвукового поля на конечный результат озвучивания. Это позволяет нам обоснованно подойти к процессу озвучивания и к созданию технологии метода ультразвуковой обработки инфицированных биологических тканей.
Важно было установить долю участия основных акустических факторов, таких, как кавитация, акустические течения, радиационное давление, а также нагрева в процессе очистки поверхности рань) и влияния лекарственных препаратов. Для выявления воздействия того или иного акустического фактора были проведены эксперименты, в которых заложен ряд методических приемов [701.
С учетом того, что кавитация и акустические течения обладают инерцией, озвучивание выполнялось в импульсном режиме С 1=0,1 с, что позволяло исключить совместные действия этих двух факторов. Исключить воздействие на процесс акустического ветра, создающего конвективные потоки лекарственного раствора, оказалось возможным производя озвучивание через тонкую полиэтиленовую пленку, располагаемую на высоте 1,5 — 2 мм над поверхностью образца, и одновременно хорошо пропускающую ультразвуковые колебания.
Влияние нагрева среды и постоянного во времени радиационного давления оценивалось косвенным путем. Измерялась температура среды при озвучивании в непрерывном режиме и затем в отсутствии ультразвуковых колебаний определялось влияние температур на глубину проникновения — Н „. Исследования проводились на режимах: время озвучивания 1=4 мин, частота колебаний 1=26,6 кГц, амплитуда смещения излучателя Л=-60 мкм; расстояние от из- рис. 1(6 Влияние ультразвуковых колебаний на процесс проникно- вения растворов в пористые тела.
1 — беэ озвучивания) и — в непрерывном режиме (совокупность акустических фактОров; П) — в импульсном Режиме (отсутствие действия кзаитацнн и акустических потоков)„ .)у — Озвучивание чеРез топкую пленку (отсутствие акустнческнх потоков); у — имитация действия нагрева," г'1 — нмнтацн» ра- днационкого давления (без озвучивания), Пунктиры в 1и †)у столбиках — соответственно совместное действие кавнта- ции и акустических потоков н действие акустических потоков, рнс. 1!О. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс очистки. 1 г- беэ озвучивания: П вЂ” озвучивание в непрерывном режиме; Ш вЂ” а импульсном репгиме; !Н вЂ” оэвучнэапне через звуказраницаемую пленку; прямые штрихи в 1Ц вЂ” )У вЂ” соответственно действие кввнтацни и акустических потоков и толыго акустических потоков. лучателя до образца 1)=5 мм; диаметр излучателя Г) =4 мм.
При озвучиваяии капиллярно-пористых систем использовались образцы с размером пор й =-75 мкм. ~Длительность импульса 1и =0,7 с, частота следования импульсов — 55 имп/с, суммарное время действия ультразвука 1=4 мин. Результаты исследований приведены на рис. 109, 110. Влияние ультразвука на процессы внедрения лекарственных веществ в биологические ткани производилось путем измерения Нм„— пути, пройденного фронтом диффузионного проиикновення вводимого лекарственного вещества в образцы открыто-пористого пенопласта. Образец помещался в кювету, выдерживался в растворе в течение 4 мин.
Глубина проникновения красящего вещества вглубь образца составила Н „=0,35 мм (см. 1-й столбец на диаграмме рис. 114). Здесь и далее графики строились на основе замера 5 — 7 образцов. При озвучивании в непрерывном режиме глубина проникновения уже составила Н „=6,2 мм (см.2-й столбец, рис. 114). Следовательно, ультразвуковые колебания увеличили проникновение раствора в образец с размером пор К =75 мкм в 17,7 раза. При озвучивании в импульсном режиме краситель проник в образце на глубину 3 — 4 мм (см.
З-й столбец ва рнс. 114). При озвучивании образца через тонкую полиэтиленовую пленку фронт проникновения анилинового красителя достиг Н „=3,5 мм (см. 4-й столбец на рис. 114, 14), т. е. практически столько же, сколько в отсутствии совместного действия акустического ветра и кавитацни. Отсюда можно заключить, что ультразвуковая кавитация не оказывает существенного влияния на интенсификацию процессов проникновения. Измерения проникновения в образец с нагревом до 48'С без озвучивания, а также в случае имитации действия радиационного давления гидростатическим, увелит чением Н „по сравнению с результатом, полученным о сутствие действия факторов акустического поля, не в происходит (см.
5-й и 6-й столбцы па рис. 114). Для количественной оценки влияния отлельных акустических факторов па диаграмме с правой стороны введена ось, имеющая направление сверху вниз. На этой оси 100% соответствует проникновению красителя в образец под действием суммы акустических факторов, наибольп1ее влияние из рассмотренных факторов оказывают акустические течения (около 42%). Кавнтация, радиационное давление и нагрев среды ощутимого вклада в ускорение процесса проникновения не вносят. е При изучении влияния акустических факторов иа прц осы очистки поверхности биологических тканей за крив ротерий принималось время полной очистки поверхности 2ЗП ";.; Из оргстейпа Е=2 смз от 0,1 г канцелярского клея, ими„".' Тирующего.поверхностные наслоения. Время полной очистки площадки от имитирующей ." пленки без озвучивания составило 8 ч (1-й столбик), пло'::.,-щадка такого же размера при озвучивании была пол;::;:;.:постыл очищена за 60 сек (2-й столбик).
При озвучива;::,'::иии в импульсном режиме время очистки возросло до : '200 с (3-й столбик), а через промежуточную пленку пло'. щадка очистилась за 120 с (см. рис. 117). Следовательно, существенное влияние на процесс ! ,.'фхз!, очистки оказывают не только акустические потоки, ио и ;,-,~Ь~'=".::; ультразвуковая кавитация. Если принять увеличение '„'- 'времени очистки за счет отсутствия действия как кави", тации, так н акустических потоков за 100%, то вклад ,"'.::; акустических течений в процесс очистки составит около 42%, а кавитации приблизительно 58о/а (см. рис. 117).
Технологические особенности процесса ультразвуковой очистки поверхности инфицированных тканей спользуя м ем предст ки. роцесс оч е. бблын уже прим всего пер я проц ткн пласт ере раст ь цроцесса жается д ого пере а пленки 112). учетом т астворнни спер имен валось, то а.но в кач растворен о потере" через рас нергии. П„яе -Ц7г Рис. 111. Схема озвучивания и измерений при нсслеиованни процесса очистив. 237 плен ,:~~;"";:;",,::;,'., ро, т. $":.:.;!':;::, вор "~~:.!;.,! ',: дине .:„~!':::-.
кани ;::ф„",:;:. очис по м ;-:ф,':;",::: рост м;3:::, они полн риал Ь:;.-;:;; - (рис. С се эк зиро ,",.1"'.~":" 1 ВЬЕбр рня емог мой етодику, представленную на рис. 111, мы авпть динамику процесса растворения исткн первоначально идет довольно быст. ая часть пленки из клея переходит в растеряо к сере- иода протеесса аолной ИНЫ, ЗатЕМ ЛИУ аИГ ~ И,„о =ДХС7 Х ворення ско- ,постепенно о момента хола мате- в раствор ого, что вре- я в процестов стабилионо было Гх естве крите- е = 2смз ия, измерян проходи- твор свето- Ф то-з вт Рис, 112. Динамика процесса очистки поверхности (1 — продолжительность озвучивания, (ч— мощность излучения источников света). Время, с Рис. 113. Зависимость времени очистки (1) от величиНы амплитуды колебаний (А). тго тоо за яо оо во то ва о, и время, с то Рис. 114.
Зависимость времени очистки (1) от расстояния между обрабатываемой поверхностью н из лучателем (й) и глубины погружения излучателя (Ц . б (О га Ор 4О ймм го яа во во топ время, с Исследования показали, что время поляой очистки поверхности инфицированных биологических тканей находится в прямой зависимости от параметров процесса и размеров излучающей поверхности волноводов, с увеличением амплитуды смещения колеблющегося волновода в три раза время полной очистки сокращается от 1,6 до 3,2 раза, в зависимости от размеров излучателя (рис.
113, 114). При увеличении расстояния между излучателем и образцом от 1 до 20 мм время очистки возрастает в 1,7 раза, что может быть объяснено потерей акустической энергии. Глубина погружения излучателя в раствор более 2 мм не оказывает существенного влияния. Технологические особенности процесса ультразвукового внедрения лекарственных веществ в инфицированные биологические ткани Исследование технологических особенностей проводилось на большеберцовых и бедренных костях, взятых от трупов. В качестве проникающего средства использовался раствор тетрацнклина с концентрацией 1ОО 000 ЕД~мл в дистиллированной воде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
