초인프라스트럭처

Ultrastructure
단일세균세포(Bacillus subtilis)의 초미세구조.스케일 바는 200 nm입니다.

Ultrastructure(또는 Ultra-structure)는 표준 광학 현미경보다 더 높은 배율로 볼 수 있는 세포와 생체 재료의 아키텍처입니다.이는 전통적으로 세포, 조직 또는 장기 등의 생물학적 표본을 볼 때 기존의 투과 전자 현미경(TEM)의 분해능과 확대 범위를 의미했다.초미세 구조는 스캔 전자 현미경 검사 및 초해상도 현미경 검사로도 볼 수 있지만, TEM은 초미세 구조를 보기 위한 표준 조직 기술입니다.세포가 특정 환경 내에서 적절하게 기능할 수 있도록 하는 세포 조직과 같은 세포 구조는 초미세 구조 수준에서 검사될 수 있다.

초미세 구조는 분자 계통 발생과 함께 [1]유기체를 분류하는 신뢰할 수 있는 계통 발생학적 방법이다.초미세 구조의 특징은 재료 특성을 제어하고 생체 적합성을 촉진하기 위해 산업적으로 사용됩니다.

역사

1931년 독일의 기술자 막스 놀과 에른스트 루스카가 최초의 전자 현미경을 [2]발명했다.이 현미경의 개발과 발명으로 생물학자들은 세포의 아현미경 구성에 점차 관심을 갖게 되면서 탐구하고 분석할 수 있는 관측 가능한 구조의 범위가 크게 늘어났다.이 새로운 연구 분야는 초미세 [3]구조라고도 불리는 하위 구조에 관한 것이었다.

적용들

많은 과학자들은 초미세 구조 관찰을 사용하여 다음을 연구합니다. 여기에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.

생물학

식물 세포에서 발견되는 일반적인 초미세 구조 특징은 옥살산칼슘 [9]결정의 형성이다.이 결정들은 성장이나 발달을 [10]위해 필요할 때까지 세포 내에 칼슘을 저장하는 기능을 한다고 이론화 되었다.

옥살산칼슘 결정은 동물에서도 형성될 수 있고 신장결석은 이러한 초미세 구조적인 특징의 한 형태입니다.이론적으로 나노박테리아는 옥살산칼슘 신장결석의 [11]형성을 줄이기 위해 사용될 수 있다.

공학 기술

초미세 구조를 제어하는 것은 셀의 동작을 제어하기 위한 공학적인 용도가 있습니다.세포는 세포외 매트릭스(ECM)의 변화에 쉽게 반응하기 때문에 ECM을 모방하는 재료를 제조하면 세포 주기 및 단백질 [12]발현에 대한 제어가 향상됩니다.

식물과 같은 많은 세포들은 옥살산칼슘 결정을 생산하고, 이 결정들은 보통 식물 세포의 초미세 구조적인 성분으로 여겨진다.옥살산칼슘은 세라믹 글레이즈 [6] 제조에 사용되는 물질로 생체재료 특성도 가지고 있다.세포배양 및 조직공학을 위해 이 결정은 태아 소 혈청에서 발견되며 [13]세포배양을 위한 세포외 매트릭스의 중요한 양상이다.

초미세 구조는 치과 임플란트를 엔지니어링할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다.이러한 장치는 뼈와 직접 연결되므로 장치 기능을 최적화하려면 주변 조직에 통합해야 합니다.치유의 임플란트에 하중을 가하면 안면뼈와의 [14]오서 통합을 높일 수 있는 것으로 밝혀졌다.임플란트를 둘러싼 초미세 구조를 분석하는 것은 임플란트의 생체적합성과 신체반응을 결정하는 데 유용합니다.한 연구는 돼지 뼈에서 유래한 생체 물질의 과립을 이식하는 것이 인체를 초미세 구조에 결합시키고 새로운 [15]뼈를 형성하게 했다는 것을 발견했다.

하이드록시아파타이트는 초미세 구조를 통해 의료 기기를 뼈와 직접 연결하는 데 사용되는 생체 재료입니다.그라프트는 γ-인산삼칼슘과 함께 생성될 수 있으며, 주변 뼈 조직이 [16]신물질을 세포외 매트릭스에 포함시키는 것이 관찰되었다.히드록시아파타이트는 생체적합성이 높은 물질로 결정방향 등 초미세구조적 특징을 세심하게 제어하여 최적의 생체적합성을 [17]보장할 수 있습니다.적절한 결정 섬유 배향은 히드록시아파타이트와 같은 도입된 광물을 대체하려는 생물학적 물질과 더 비슷하게 만들 수 있습니다.초미세 구조 특성을 제어하면 특정 재료 특성을 얻을 수 있습니다.

레퍼런스

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외부 링크