Criostato

Tipos de imanes de resonancia magnética y de investigaciónEditar

Los criostatos utilizados en las máquinas de resonancia magnética están diseñados para mantener un criógeno, normalmente helio, en estado líquido con una evaporación mínima (boil-off). El baño de helio líquido está diseñado para mantener la bobina del imán superconductor en su estado superconductor. En este estado, el hilo no tiene resistencia eléctrica y se mantienen corrientes muy grandes con una baja potencia de entrada. Para mantener la superconductividad, la bobina debe mantenerse por debajo de su temperatura de transición sumergiéndola en el helio líquido. Si, por cualquier motivo, el hilo se vuelve resistivo, es decir, pierde la superconductividad, una condición conocida como «quench», el helio líquido se evapora, aumentando instantáneamente la presión dentro del recipiente. Se coloca un disco de ruptura, normalmente de carbono, dentro de la chimenea o tubo de ventilación para que, durante una excursión de presión, el helio gaseoso pueda ser ventilado de forma segura fuera de la sala de resonancia magnética. Los criostatos de IRM modernos utilizan un refrigerador mecánico (criorefrigerador) para volver a condensar el gas helio y devolverlo al baño, con el fin de mantener las condiciones criogénicas y conservar el helio.

Típicamente los criostatos se fabrican con dos recipientes, uno dentro del otro. El recipiente exterior está evacuado y el vacío actúa como aislante térmico. El recipiente interior contiene el criógeno y está soportado dentro del recipiente exterior por estructuras hechas de materiales de baja conductividad. Un escudo intermedio entre el recipiente exterior y el interior intercepta el calor irradiado por el recipiente exterior. Este calor es eliminado por un refrigerador criogénico. Los criostatos de helio más antiguos utilizaban un recipiente de nitrógeno líquido como escudo contra la radiación y tenían el helio líquido en un tercer recipiente interior. Hoy en día se fabrican pocas unidades que utilicen múltiples criógenos y la tendencia es hacia los criostatos «sin criógeno» en los que todas las cargas de calor se eliminan mediante criorefrigeradores.

Tipo de microtomo biológicoEditar

Criostato-microtomo

Los criostatos se utilizan en medicina para cortar portaobjetos histológicos. Suelen utilizarse en un proceso llamado histología de sección congelada (véase Procedimiento de sección congelada). El criostato es esencialmente una «rebanadora» ultrafina, llamada micrótomo, colocada en un congelador. El criostato suele ser un congelador vertical fijo, con una rueda externa para hacer girar el microtomo. La temperatura puede variar, según el tejido que se vaya a cortar, normalmente entre 20 y 30 grados centígrados bajo cero. El congelador funciona con electricidad o con un refrigerante como el nitrógeno líquido. Existen pequeños criostatos portátiles que pueden funcionar con generadores o inversores de vehículos. Para minimizar el calentamiento innecesario, todos los movimientos mecánicos necesarios del microtomo pueden realizarse a mano mediante una rueda montada fuera de la cámara. Los microtomos más nuevos tienen un botón eléctrico para el avance del tejido. La precisión del corte es en micrómetros. Los tejidos se seccionan con un grosor de hasta 1 micrómetro. Los portaobjetos de histología habituales se montan con un grosor de unos 7 micrómetros. Las muestras que son blandas a temperatura ambiente se montan en un medio de corte (a menudo hecho de clara de huevo) en un «plato» de metal, y se congelan a la temperatura de corte (por ejemplo, a -20 grados C). Una vez congelado, el espécimen en el plato se monta en el micrótomo. Se gira la manivela y la muestra avanza hacia la cuchilla de corte. Una vez que el espécimen está cortado con una calidad satisfactoria, se monta en un portaobjetos de vidrio transparente caliente (a temperatura ambiente), donde se fundirá y adherirá instantáneamente. El portaobjetos y la muestra se secan con un secador o al aire, y se tiñen. Todo el proceso, desde el montaje hasta la lectura del portaobjetos, dura entre 10 y 20 minutos, lo que permite un diagnóstico rápido en el quirófano, para la escisión quirúrgica del cáncer. El criostato puede utilizarse para cortar la histología y el portaobjetos (por ejemplo, para la localización de enzimas) fuera de la medicina, pero la calidad de la sección es pobre en comparación con la histología estándar montada en cera de sección fija. Una tecnología más reciente, como el Compresstome, un tipo de micrótomo vibratorio, utiliza la incrustación de tejido en agarosa en lugar de un compuesto de temperatura de corte óptimo para eliminar la necesidad de la congelación tradicional del criostato y puede utilizarse para mejorar la calidad del seccionamiento.

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