En 1931, los ingenieros alemanes Max Knoll y Ernst Ruska inventaron el primer microscopio electrónico. [2] Con el desarrollo y la invención de este microscopio, la gama de estructuras observables que se podían explorar y analizar aumentó enormemente, a medida que los biólogos se interesaban cada vez más por la organización submicroscópica de las células. Esta nueva área de investigación se ocupaba de la subestructura, también conocida como ultraestructura. [3]
Aplicaciones
Muchos científicos utilizan observaciones ultraestructurales para estudiar, entre otros, los siguientes aspectos:
Una característica ultraestructural común encontrada en las células vegetales es la formación de cristales de oxalato de calcio . [9] Se ha teorizado que estos cristales funcionan para almacenar calcio dentro de la célula hasta que sea necesario para el crecimiento o el desarrollo. [10]
Muchas células, como las plantas, producen cristales de oxalato de calcio , y estos cristales suelen considerarse componentes ultraestructurales de las células vegetales. El oxalato de calcio es un material que se utiliza para fabricar esmaltes cerámicos [6], y también tiene propiedades de biomaterial . Para el cultivo de células y la ingeniería de tejidos , este cristal se encuentra en el suero fetal bovino y es un aspecto importante de la matriz extracelular para el cultivo de células. [13]
La ultraestructura es un factor importante a tener en cuenta al diseñar implantes dentales . Dado que estos dispositivos interactúan directamente con el hueso, su incorporación al tejido circundante es necesaria para un funcionamiento óptimo del dispositivo. Se ha descubierto que aplicar una carga a un implante dental en proceso de curación permite una mayor osteointegración con los huesos faciales . [14] Analizar la ultraestructura que rodea a un implante es útil para determinar su biocompatibilidad y cómo reacciona el cuerpo a él. Un estudio descubrió que implantar gránulos de un biomaterial derivado del hueso de cerdo hizo que el cuerpo humano incorporara el material a su ultraestructura y formara hueso nuevo. [15]
La hidroxiapatita es un biomaterial que se utiliza para interconectar dispositivos médicos directamente con el hueso mediante ultraestructura. Se pueden crear injertos junto con fosfato tricálcico y se ha observado que el tejido óseo circundante incorpora el nuevo material a su matriz extracelular. [16] La hidroxiapatita es un material altamente biocompatible y sus características ultraestructurales, como la orientación cristalina, se pueden controlar cuidadosamente para garantizar una biocompatibilidad óptima. [17] La orientación adecuada de las fibras cristalinas puede hacer que los minerales introducidos, como la hidroxiapatita, sean más similares a los materiales biológicos que pretenden reemplazar. El control de las características ultraestructurales hace posible la obtención de propiedades materiales específicas.
Referencias
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