超音波細胞破壊装置の動作原理

超音波は、物質媒体中の一種の弾性機械波です。 これは波形であるため、人体の生理学的および病理学的な情報、つまり診断用超音波の検出に使用できます。 同時に、一定量の超音波が生体内に送信されると相互作用するエネルギーの一種でもあります。 超音波は物質媒体中の弾性機械音であり、細胞に対する超音波の影響には主に熱効果、キャビテーション効果、機械的効果が含まれます。
熱効果は、超音波が媒体内を伝播するときに、超音波によって引き起こされる分子振動が摩擦によって妨げられ、一部のエネルギーが局所的な高熱 (42-43 度) に変換されることです。 これは、正常組織の臨界致死温度が 45.7 度であり、腫瘍組織は正常組織よりも敏感であるためです。 したがって、この温度では腫瘍細胞の代謝が破壊され、DNA、RNA、タンパク質の合成が影響を受け、それによって正常組織に影響を与えることなくがん細胞を死滅させます。 キャビテーション効果とは、超音波照射下で生体に液胞が形成され、振動や液胞の激しい爆発により機械的せん断圧力や乱流が発生し、腫瘍の出血、組織の崩壊、壊死を引き起こす現象です。 また、キャビテーション気泡が破裂すると、瞬間的な高温（約5000度）と高圧（最大500×104Pa）が発生し、水蒸気が熱分解して発生します。 ああ、フリーラジカルと。 H原子。 酸化還元によって引き起こされる。 ああ、フリーラジカルと。 H 原子は、ポリマーの分解、酵素の不活化、脂質の過酸化、細胞の死滅を引き起こす可能性があります。 機械的効果は超音波の主な効果です。 超音波の伝播プロセス中、媒体粒子の圧縮と伸長が交互に繰り返されることで圧力変化が生じ、細胞構造に損傷を与えます。 殺傷効果の強さは、超音波の周波数と強度に密接に関係しています。
同時に、これはエネルギーの一種でもあり、一定線量の超音波が生体内に伝播すると、相互作用を通じて生体の機能や構造に変化を引き起こす可能性があり、超音波生物学的効果として知られています。
超音波細胞破壊装置の原理はそれほど神秘的で複雑ではありません。 簡単に言うと、トランスデューサーを介して電気エネルギーを音エネルギーに変換することです。 このエネルギーは液体媒体（水など）を介して高密度の小さな気泡となり、小さな爆弾のようなエネルギーを素早く爆発させて発生し、細胞などの物質を破壊する役割を果たします（通称「キャビテーション効果」）。 。