עיקרון ופעולה מכנית של מכשיר תא קולי
אולטרסאונד הוא גל מכני אלסטי במדיום חומרי. זוהי צורה של תנודות, ולכן ניתן להשתמש בה כדי לזהות את המידע הפיזיולוגי והפתולוגי של גוף האדם, כמו גם אולטרסאונד אבחנתי. יחד עם זאת, זו סוג של אנרגיה. כאשר מועבר מינון מסוים של אולטרסאונד באורגניזם, האינטראקציה ביניהם יכולה לגרום לתפקוד ומבנה האורגניזם להשתנות, כלומר להשפעה הביולוגית של אולטרסאונד. ההשפעות של אולטרסאונד על תאים הן בעיקר השפעות תרמיות, cavitation ומכניות. ההשפעה התרמית היא שכאשר האולטראסאונד מתפשט במדיום, כוח החיכוך מעכב את הרטט המולקולרי הנגרם על ידי האולטראסאונד, הממיר חלק מהאנרגיה להיפרתרמיה מקומית (42-43 ℃), מכיוון שהטמפרטורה הקטלנית הקריטית של רקמה נורמלית היא 45.7 ℃, בעוד שרקמות הגידול רקמות רגילות הן רגישות מאוד, ולכן מטבוליזם של תאי הגידול נפגע בטמפרטורה זו, וסינתזת ה- DNA, ה- RNA והחלבון מושפעת ובכך הורגת תאים סרטניים בעוד שרקמות רגילות אינן מושפעות. אפקט הקביטציה הוא כי נוצרים ואקוולים באורגניזם בהקרנת אולטרסאונד, ולחץ גזירה מכני וטלטלות נוצרים עם הרטט של הוואוולים ועם פרישתם האלימה, הגורמת לדימום של הגידול ולקריסת הרקמה ולגרום לנמק. בנוסף, נוצרת טמפרטורה גבוהה מיידית (כ -5000 מעלות צלזיוס) ולחץ גבוה (עד 500 × 104Pa) כאשר מתפוצצת בועת הקוויטציה, אשר יכולה לנתק תרמית אדי מים כדי לייצר רדיקלים של OH ו אטומי H, המורכבים מ .OH רדיקלים ו- .H. תגובות חיזור הנגרמות על ידי אטומים עלולות להוביל להתמוטטות פולימרים, הפעלת אנזים, חמצון שומנים והריגת תאים. ההשפעה המכנית היא ההשפעה העיקרית של אולטרסאונד. הדחיסה וההתפשטות לסירוגין של חלקיקי המדיום במהלך התפשטות האולטרסאונד מהווים שינוי לחץ הגורם נזק למבנה התא. כוחו של אפקט ההרג קשור קשר הדוק לתדירות ועוצמת האולטרסאונד.
העיקרון הבסיסי של מאטרי תא קולי אולטרסאונד מאט תא משתמש באפקט הפיזור של גלי קולי בנוזל כדי לגרום לנוזל לייצר cavitation, ובכך לשבור את החלקיקים המוצקים או רקמות התאים בנוזל. המפזר תא הקולי מורכב ממחולל קולי ומתמר. הגנרטור הקולי הופך את החשמל לרשת אנרגיה חשמלית לסירוגין 18-21KHz כדי לספק את המתמר. ויברטור הפיזואלקטרי בריאום זירקוני טיטנאט הוא לב המתמר. הוא נמתח ומתעוות באלסטיות במתח המתחלף בתדר של 18-21 קילוהרץ, והמתמר רוטט לאורך. גל הרטט מייצר אפקט cavitation דרך קרן סגסוגת הטיטניום השקועה בתמיסה הביולוגית, שמלהיבה את החלקיקים הביולוגיים במדיום לרטוט בעוצמה.
