Biomateriales
Un biomaterial es cualquier sustancia que ha sido diseñada para interactuar con los sistemas
biológicos con un propósito médico, ya sea terapéutico (tratamiento, suplementos, reparación o
reemplazo de una función tisular del cuerpo) o de diagnóstico. Como ciencia, los biomateriales
tienen unos cincuenta años.
·Auto-ensamblado
El auto-ensamblado es el término más común en uso en la comunidad científica moderna para
describir la agregación espontánea de partículas (átomos, moléculas, coloides, micelas, etc.) sin
la influencia de ninguna fuerza externa. Se sabe que grandes grupos de tales partículas se
ensamblan en conjuntos termodinámicamente estables, de estructura bien definida, que
recuerdan bastante a uno de los 7 sistemas de cristal que se encuentran en la metalurgia y la
mineralogía (por ejemplo, cúbicos centrados en la cara, cúbicos centrados en el cuerpo, etc.). La
diferencia fundamental en la estructura del equilibrio está en la escala espacial de la célula de la
unidad (o parámetro de red) en cada caso particular.
El auto-ensamblado molecular se encuentra ampliamente en los sistemas biológicos y
proporciona la base de una amplia variedad de estructuras biológicas complejas. Esto incluye
una clase emergente de biomateriales mecánicamente superiores basados en características
micro-estructurales y diseños encontrados en la naturaleza. Así, el auto-ensamblado también
está emergiendo como una nueva estrategia en la síntesis química y la nanotecnología. Los
cristales moleculares, los cristales líquidos, los coloides, las micelas, las emulsiones, los
polímeros separados por fases, las películas delgadas y las monocapas auto-ensambladas
representan ejemplos de los tipos de estructuras altamente ordenadas que se obtienen
utilizando estas técnicas. El rasgo distintivo de estos métodos es la auto-organización.
·Estructura jerárquica
Casi todos los materiales podrían ser vistos como estructurados de modo jerárquico,
especialmente desde que los cambios en la escala espacial provocan diferentes mecanismos de
deformación y daño. Sin embargo, en los materiales biológicos esta organización jerárquica es
inherente a la microestructura. Uno de los primeros ejemplos de esto, en la historia de la
biología estructural, es el primer trabajo de dispersión de rayos X sobre la estructura jerárquica
del cabello y la lana de Astbury y Woods. Por ejemplo, en el hueso, el colágeno es el bloque de
construcción de la matriz orgánica, una triple hélice con un diámetro de 1,5 nm. Estas moléculas
de tropocolágeno se intercalan con la fase mineral (hidroxiapatita, un fosfato de calcio)
formando fibrillas que se enroscan en helicoides de direcciones alternas. Estos "osteones" son
los bloques básicos de construcción de los huesos, siendo la distribución de la fracción de
volumen entre la fase orgánica y la fase mineral de alrededor de 60/40.
