Четвер, 02.05.2024, 01:15
Вітаю Вас, Гість
9.5. УЛЬТРАЗВУК, ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ В БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНІ.

Ультразвук — акустичні коливання, частота яких більша, ніж високочастотна межа чутного звуку (близько 16 кГц).

Застосування ультразвуку в біології

Здатність ультразвуку розривати оболонки клітин знайшла застосування в біологічних дослідженнях, наприклад, при необхідності відокремити клітину від ферментів. Ультразвук використовується також для руйнування таких внутрішньоклітинних структур, як мітохондрії і хлоропласти з метою вивчення взаємозв'язку між їх структурою та функціями. Інше застосування ультразвуку в біології пов'язана з його здатністю викликати мутації. Дослідження, проведені в Оксфорді, показали, що ультразвук навіть малої інтенсивності може пошкодити молекулу ДНК. Штучне цілеспрямоване створення мутацій відіграє велику роль у селекції рослин. Головна перевага ультразвуку перед іншими мутагенами (рентгенівські промені, ультрафіолетові промені) полягає в тому, що з ним надзвичайно легко працювати.

Терапевтичне застосування ультразвуку в медицині:

Ультразвук має дію:
- протизапальну, розсмоктувальну;
- аналгезуючу, спазмолітичну;
- кавітаційного посилення проникності шкіри.

Фонофорез - поєднаний метод, при якому на тканини діють ультразвуком і лікувальними речовинами (як медикаментами, так і природного походження), які вводяться з його допомогою. Проведення речовин під дією ультразвуку обумовлено підвищенням проникності епідермісу і шкірних залоз, клітинних мембран і стінок судин для речовин невеликої молекулярної маси, особливо іонів мінералів бішофіту. Переваги фонофорезу медикаментів та природних речовин:
- лікувальна речовина при введенні ультразвуком не руйнується;
- синергізм дії ультразвуку та лікувальної речовини.

Показання до фонофорезу бішофіту: остеоартроз, остеохондроз, артрити, бурсити, епіконділіти, п'яткова шпора, стан після травм опорно-рухового апарату; неврити, нейропатії, радикуліти, невралгії, травми нервів. Наносять бішофіт-гель і робочою поверхнею випромінювача УЗ проводять мікромасаж зони впливу.

Ультразвук в природі

Летючі миші, що використовують при нічному орієнтуванні ехолокацію, випускають при цьому ротом або носовим отвором, який має форму параболічного дзеркала, сигнали надзвичайно високої інтенсивності. На відстані 1…5 см від голови тварини тиск ультразвуку досягає 60 мбар, тобто відповідає в чутній нами частотній області тиску звуку, створюваного відбійним молотком. Відлуння своїх сигналів летючі миші здатні сприймати при тиску всього 0,001 мбар, тобто в 10000 разів менше, ніж випромінюваних сигналів. При цьому летючі миші можуть обходити при польоті перешкоди навіть у тому випадку, коли на ехолокаційні сигнали накладаються ультразвукові перешкоди з тиском 20 мбар. Механізм цієї високої завадостійкості ще невідомий. При локалізації летючими мишами предметів, наприклад, вертикально натягнутих ниток з діаметром всього 0005…0008 мм на відстані 20см (половина розмаху крил), вирішальну роль відіграють зсув у часі і різниця в інтенсивності між випроміненим і відбитим сигналами. Підковоноси можуть орієнтуватися і за допомогою тільки одного вуха (моноурально), що істотно полегшується великими безперервно рухомими вушними раковинами. Вони здатні компенсувати навіть частотний зсув між випроміненим і відбитим сигналами, обумовлений ефектом Доплера (при наближенні до предмета луна є більш високочастотною, ніж посланий сигнал). Знижуючи під час польоту ехолокаційну частоту таким чином, щоб частота відбитого ультразвуку залишалася в області максимальної чутливості їх «слухових» центрів, вони можуть визначити швидкість власного переміщення.

У нічних метеликів з сімейства ведмедиць розвинувся генератор ультразвукових перешкод, «що збиває з сліду» летючих мишей, які переслідують цих комах.

Не менш вмілі навігатори - жирні дрімлюги, або гуахаро. Населяють вони гірські печери Латинської Америки — від Панами на північному-заході до Перу на півдні і на сході Суринаму. Найбільший подарунок природи - це здатність гуахаро до ехолокації. Живучи в непроглядній темряві, жирні дрімлюги, тим не менше, пристосувалися віртуозно літати по печерах. Вони видають неголосні клацаючі звуки, які вільно вловлюються і людським вухом (їх частота приблизно 7 000 Герц). Кожне клацання триває одну-дві мілісекунди. Звук клацання відбивається від стін підземелля, різних виступів і перешкод і сприймається птахом.

Ультразвукову ехолокацію у воді чудово освоїли китоподібні.