Звуки, которые мы способны расслышать, располагаются в диапазоне колебаний от 16–20 герц до 16–20 килогерц. Звук с частотой выше 16–20 килогерц мы уже не слышим. На этой границе и начинается область ультразвука.
Специальная аппаратура помогла человеку улавливать неслышимые звуки. Оказалось, что они возникают и в шуме прибоя, и в момент соприкосновения колес с рельсами во время движения поезда. Пчелы, кузнечики, цикады, помимо тех звуков, которые мы слышим, издают и неслышимые. Летучая мышь в полете испускает короткие ультразвуковые импульсы и улавливает их отражение. Так она обретает способность ориентироваться в пространстве. Кстати, этот принцип в настоящее время врачи пытаются использовать для улучшения ориентировки ослепших людей.
Интересно, что собака не только великолепно воспринимает звуки в пределах, возможных для человека, но и «слышит» ультразвуки. Этим, в частности, пользуются дрессировщики, вызывая, а затем закрепляя у животного определенную ответную реакцию на специальные ультразвуковые свистки.
С тех пор как была открыта и изучена область неслышимых человеком колебаний воздуха, определенные участки ультразвука стали применять в различных областях промышленности, в научных исследованиях. Постепенно ультразвуком стали пользоваться в биологических экспериментах и медицине.
Ультразвуковые волны обладают энергией. Ученые обнаружили, что эффект воздействия ультразвука на ту или иную биологическую структуру зависит от количества энергии и продолжительности облучения, от того, проводится оно непрерывно или импульсно. Например, большие дозы ультразвука разрывают и уничтожают простейшие организмы, такие, как инфузории. Семена гороха, облученные малыми дозами ультразвука, прорастали быстрее необлученных, приносили более высокий урожай.
Прошло немного времени, и ультразвук стали применять либо с целью стимуляции роста культурных растений и мелких животных, либо как стерилизующее средство, например для дезинфекции воды. Кроме того, оказалось возможным ультразвуком стерилизовать препараты сыворотки крови и плазмозаменяющих растворов. Это обеспечивает более высокое их качество, возможность более длительного хранения.
До сих пор нет единого мнения о том, на какие структуры и системы действует ультразвук, каким путем обеспечивается его стерилизующее или стимулирующее действие. Очевидно, в малых дозах он повышает активность или количество выделяемых биологически активных веществ — ферментов, увеличивает проницаемость клеточных оболочек. Тем самым ускоряются окислительно-восстановительные процессы в живом организме, процессы биохимического обмена веществ клетки. А это, в свою очередь, усиливает их жизнедеятельность, жизнестойкость.
Большие дозы ультразвука разрушают клеточную оболочку. Содержимое клетки выходит наружу. Можно подобрать такие условия облучения, когда, несмотря на разрушение клетки, содержимое ее сохраняет свои биологические свойства. В таком состоянии из него гораздо легче выделить активно действующее начало, определенные химические соединения. Этими качествами неслышимых звуков широко пользуются в фармакологии.
Например, из разрушенных ультразвуком туберкулезных и дизентерийных палочек удалось выделить активные группы — антигены. Как известно, введение животным ослабленных антигенов создает у них стойкий иммунитет, невосприимчивость к соответствующим заболеваниям. Появляются новые методы вакцинации, когда вместо целой микробной клетки пользуются лишь извлеченными из нее активными структурами.
С помощью облучения ультразвуком удается увеличивать выход активных начал из различных лекарственных растений: мака, ландыша, красавки, спорыньи. Теперь специалисты добиваются повышения качества эмульсий, так как лекарственное вещество удается раздробить на гораздо более мелкие составные части. Так получена тонкая взвесь камфарного масла в воде, что раньше вообще было невозможно. Более того, ученые разрабатывают методы введения с помощью ультразвука некоторых лекарственных соединений больному через… неповрежденную кожу.
Ультразвук находит применение и в терапии. С его помощью лечат спондилозы, артриты и артрозы, радикулиты, некоторые кожные заболевания. Правда, таким методом можно лечить далеко не всех.
В одной из лабораторий Академии наук СССР были проведены эксперименты на животных. С помощью мощного ультразвукового излучения в течение одной секунды удалось разрушить злокачественную опухоль, привитую кроликам. Рост опухоли прекращался, она рассасывалась. Кролики выздоравливали, и у них даже развивался иммунитет к повторным прививкам опухоли подобного вида. Разумеется, сделаны только самые первые шаги в изучении этого процесса. Экспериментальные работы, проверка результатов применения ультразвука в борьбе со злокачественными опухолями еще впереди.
Читать дальше
