Question 1

מהו ההבדל העיקרי בין ביו-ריאקטורים של מנות (batch) לביו-ריאקטורים רציפים?

Accepted Answer

ריאקטורים מסוג אצווה (batch reactors) הם מערכות סגורות המכילות את כל הרכיבים הדרושים לתרבית תאים, שבהם נוטריאנטים נצרכים ופסולת נערמת. ריאקטורי מיכל עם ערבוב רציף (continuous stirred tank reactors) הם מערכות פתוחות שבהן נוטריאנטים טריים זורמים פנימה באופן רציף ותאים עם פסולת זורמים החוצה, מה שמאפשר בקרה על צפיפות התאים באמצעות סילוק פסולת והשלמת נוטריאנטים.

Question 2

כיצד גדלים תאים במהלך פעולה של ביו-ריאקטור במצב אצווה (batch reactor)?

Accepted Answer

תרביות באצ' (Batch cultures) עוברות ארבעה שלבי גדילה קלאסיים. התאים נכנסים תחילה לשלב הפיגור (lag phase), שבו הם מסתגלים לאט לסביבתם. לאחר מכן הם נכנסים לשלב הלוגריתמי (log phase), שבו הם מתחלקים באופן מעריכי עד לדלקר השפעת רכיבי התזונה או להצטברות של תוצרי לו רעילים. הגדילה מאיטה כאשר התאים מגיעים לשלב הסטציונרי (stationary phase), המהווה הזדמנות לקצור מהתרבית את המוצר המבוקש.

Question 3

אילו פרמטרים נשלטים בביוראקטורים כדי למקסם את צמיחת התאים?

Accepted Answer

פרמטרים מרובים של הכור נשלטים כדי למקסם את צמיחת התאים ואת צפיפותם, כולל טמפרטורה, לחץ, חמצן מומס ו-pH. בלמים (Impellers) שומרים על תמיסות הומוגניות ומספקים לתאים חומרי הזנה וחמצן בכמות מספקת. מערכות פרמנטרים מצוידות בחיישנים למדידה רציפה של תנאים אלו, ובכך מבטיחות סביבות צמיחה אופטימליות.

Question 4

מדוע עיקר היא חשובה לפני שימוש בביוראקטור?

Accepted Answer

סטריליזציה, המבוצעת בדרך כלל באמצעות קיטור באוטוקלאב, חיונית לצמצום זיהומים לפני השימוש בביוראקטור. כל הרכיבים עוברים סטריליזציה לפני ההרכבה כדי להשמיד מיקרואורגניזמים שעלולים להפריע לתרבית התאים. פעולה זו מבטיחה סביבה נקייה לצמיחה אמינה של התאים ולהפקת המוצר.

Question 5

כיצד קצב הדילול משפיע על צפיפות התאים בריאקטורים רציפים?

Accepted Answer

בכורי תגובה רציפים בעירור (continuous stirred tank reactors), צפיפות התאים במצב יציב תלויה בקצב הדילול, המחושב כקצב ההזנה והפריקה חלקי נפח כור התגובה. ככל שקצב הדילול מתקרב לאחד, צפיפות התאים פוחתת. קשר זה מאפשר למפעילים לשלוט בצפיפות התאים הסופית באמצעות התאמת קצבי הזרימה.

Question 6

מהם היישומים המעשיים של טכנולוגיית ביו-ריאקטורים בהנדסה ביו-רפואית?

Accepted Answer

בישול בירה נעשה באמצעות ריאקטורים בשיטת מנה (batch reactors), שבהם שמרים מתסיסים שעורה מולבשת ומייצרים אלכוהול כתוצר לוואי. ריאקטורים ייעודיים משפרים הנדסת רקמות על ידי הגברת חיוניות התאים באמצעות ערבוב רציף וגירוי מכני, דבר המקדם ייצור של מטריצה חוץ-תאית ומכוון את צמיחת התאים והבידייתם עבור יישומים של הנדסת רקמות ורפואה רגנרטיבית.

Question 7

מהם היתרונות והמגבלות של ריאקטורים מסוג אצווה (batch) לעומת ריאקטורים רציפים?

Accepted Answer

כורים במערכת אצווה (Batch reactors) הם פשוטים וכלכליים, אך צפיפות התאים בהם מוגבלת. כורים רציפים משיגים צפיפויות תאים גבוהות יותר, אך קיימת בהם סכנה לאגרגציה בצפיפויות גבוהות מאוד, דבר המפחית את יעילות הצמיחה. תקופות תסיסה רציפות ממושכות מגבירות את הסיכון לזיהום, הדורש ניטור ותחזוקה קפדניים כדי להבטיח את איכות המוצר.

אצווה וביו-רקטורים רציפים - חידון הערכה