El principio de la disrupción celular por ultrasonidos no es demasiado misterioso ni complicado. En pocas palabras, convierte la energía eléctrica en energía sonora a través de un transductor. Esta energía pasa a través del medio líquido y se convierte en pequeñas burbujas densas que explotan rápidamente, produciendo energía como pequeñas bombas, destruyendo así las células y otras sustancias.
El ultrasonido es una onda mecánica elástica en el medio material. Es una forma de onda, por lo que puede usarse para detectar información fisiológica y patológica del cuerpo humano, es decir, ultrasonido de diagnóstico. Al mismo tiempo, también es una forma de energía. Cuando una determinada dosis de ultrasonido se propaga en el cuerpo, a través de la interacción entre ellos, puede provocar cambios en la función y estructura del cuerpo, es decir, efectos biológicos del ultrasonido. . Los principales efectos de los ultrasonidos sobre las células incluyen efectos térmicos, efectos de cavitación y efectos mecánicos. El efecto térmico es que cuando el ultrasonido se propaga en el medio, la fricción dificulta la vibración molecular causada por el ultrasonido, convirtiendo parte de la energía en calor local alto (42-43°C), porque la temperatura letal crítica del tejido normal es de 45,7°C. mientras que el tejido tumoral es Los tejidos normales son muy sensibles, por lo que a esta temperatura, el metabolismo de las células tumorales se altera y la síntesis de ADN, ARN y proteínas se ve afectada, matando así las células cancerosas sin afectar los tejidos normales. El efecto de cavitación es la formación de cavitaciones en organismos vivos bajo irradiación ultrasónica. Con la vibración y explosión violenta de las cavitaciones, se generan presión de corte mecánica y turbulencia, provocando sangrado tumoral, desintegración del tejido y necrosis. Además, cuando la burbuja de cavitación estalla, genera alta temperatura instantánea (aproximadamente 5000 ℃) y alta presión (hasta 500 × 104 Pa), lo que puede causar la disociación térmica del vapor de agua para producir radicales .OH y átomos .H, que son compuesto de radicales .OH y átomos de .H. Las reacciones redox inducidas por átomos pueden conducir a la degradación del polímero, la inactivación de enzimas, la peroxidación de lípidos y la muerte celular. El efecto mecánico es el efecto principal del ultrasonido. Durante la propagación del ultrasonido, las partículas del medio se comprimen y expanden alternativamente, provocando cambios de presión y daños a las estructuras celulares. La fuerza del efecto letal está estrechamente relacionada con la frecuencia y la intensidad del ultrasonido.