【導(dǎo)讀】隨著超聲在細胞水平生物效應(yīng)的深入研究,人們逐漸認識到超聲對基因的轉(zhuǎn)錄、表達、蛋白質(zhì)的合成、細胞運動與粘附能力等方面的影響,并嘗試在分子層次上探討超聲生物效應(yīng)的作用機制。超聲生物作用除了導(dǎo)致細胞功能的改變外,較直接的影響就是造成細胞及其細胞器在形態(tài)的變化。通過它們之間的相互作用,能引起生物體的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。那么我們今天就來學(xué)習(xí)下超聲波對生物細胞的用途吧!

超聲波對生物細胞的作用效應(yīng)主要有熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機械效應(yīng)三種。
一、熱效應(yīng):超聲在介質(zhì)中傳播時,由于摩擦力對超聲引起的分子震動的的阻礙,使得超聲波的部分能量轉(zhuǎn)化為了局部熱能。
正常組織的臨界致死溫度為45.7℃,而對溫度較為敏感的腫瘤組織在此溫度下常常發(fā)生細胞的代謝障礙,使腫瘤組織的DNA、RNA、蛋白質(zhì)等重要生物大分子的合成受到嚴重影響。醫(yī)學(xué)上利用超聲波對生物細胞的熱效應(yīng)而發(fā)明的超聲波治療儀即是能對癌細胞產(chǎn)生殺傷作用卻不影響正常組織生理代謝。
二、空化效應(yīng):指在超聲作用下,生物體內(nèi)的水分子會形成微小空泡,伴隨空泡生長和破裂產(chǎn)生的機械剪切力和高溫,使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外,空化泡破裂時產(chǎn)生瞬時高溫(約5000℃)、高壓(可達500×104Pa),可使水蒸氣熱解離產(chǎn)生.OH自由基和.H原子,由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細胞殺傷。
三、機械效應(yīng):是超聲引起的原發(fā)效應(yīng),超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化,引起細胞結(jié)構(gòu)損傷。超聲機械效應(yīng)殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關(guān)。
利用超聲波對生物細胞的三大作用而發(fā)明的儀器設(shè)備應(yīng)用于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的細胞破碎乳化、醫(yī)療療病系統(tǒng)的疾超診斷、治療聲超等各個行業(yè)領(lǐng)域。
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