Načelo i mehaničko djelovanje ultrazvučnog raspršivača stanica
Ultrazvuk je elastični mehanički val u materijalnom mediju. To je oblik fluktuacije, pa se pomoću njega mogu otkriti fiziološke i patološke informacije ljudskog tijela, kao i dijagnostički ultrazvuk. Istodobno, to je oblik energije. Kada se određena doza ultrazvuka prenosi u organizmu, interakcija između njih može uzrokovati promjenu funkcije i strukture organizma, odnosno biološkog učinka ultrazvuka. Učinci ultrazvuka na stanice uglavnom su toplinski, kavitacijski i mehanički učinci. Toplinski učinak je da kada se ultrazvuk širi u mediju, sila trenja ometa molekularne vibracije uzrokovane ultrazvukom, koji dio energije pretvara u lokalnu hipertermiju (42-43 ℃), jer je kritična letalna temperatura normalnog tkiva 45,7 ℃, dok je u tkivu tumora Uobičajena tkiva vrlo osjetljiva, pa je metabolizam tumorskih stanica oslabljen pri ovoj temperaturi, a utječu na sintezu DNA, RNA i proteina, čime se ubijaju stanice karcinoma, dok normalna tkiva nisu pogođena. Učinak kavitacije je u tome što se u organizmu stvaraju vakuole pod ultrazvučnim zračenjem, a vibracije vakuola i njihova nasilna implozija stvaraju mehanički posmični tlak i turbulenciju, što uzrokuje krvarenje tumora, a tkivo se urušava i uzrokuje nekrozu. Uz to, trenutna visoka temperatura (oko 5000 ° C) i visoki tlak (do 500 × 104Pa) stvaraju se kad kavitacijski mjehur pukne, što može termički disocirati vodenu paru dajući .OH radikale i .H atome koji se sastoje od .OH radikali i .H. Redoks reakcije uzrokovane atomima mogu dovesti do razgradnje polimera, inaktivacije enzima, peroksidacije lipida i ubijanja stanica. Mehanički učinak je primarni učinak ultrazvuka. Naizmjenično sabijanje i širenje čestica medija tijekom širenja ultrazvuka predstavlja promjenu tlaka, što uzrokuje oštećenje stanične strukture. Snaga efekta ubijanja usko je povezana s učestalošću i intenzitetom ultrazvuka.
Osnovni princip rada ultrazvučnog prašnika za stanice Ultrazvučni uređaj za usisavanje stanica koristi disperzijski učinak ultrazvučnih valova u tekućini da uzrokuje kavitaciju tekućine, razbijajući tako čvrste čestice ili stanična tkiva u tekućini. Ultrazvučni raspršivač stanica sastoji se od ultrazvučnog generatora i pretvarača. Ultrazvučni generator transformira glavnu električnu energiju u izmjeničnu električnu energiju od 18-21KHz za opskrbu pretvarača. Pijezoelektrični vibrator barijevog cirkonat-titanata srce je pretvornika. Isteže se i elastično deformira s izmjeničnim naponom na frekvenciji 18-21KHz, a pretvarač vibrira uzdužno. Val vibracija stvara kavitacijski učinak kroz rog od legure titana uronjen u biološku otopinu, koji pobuđuje biološke čestice u mediju da bi snažno titrali.
