Question 1

Qual è la principale differenza tra i bioreattori batch e continui?

Accepted Answer

I reattori discontinui sono sistemi chiusi che contengono tutti i componenti necessari per la coltura cellulare, dove i nutrienti vengono consumati e i rifiuti si accumulano. I reattori a serbatoio agitato continuo sono sistemi aperti in cui flussi freschi di nutrienti entrano continuamente e le cellule con i rifiuti escono, permettendo il controllo della densità cellulare attraverso la rimozione dei rifiuti e il rifornimento di nutrienti.

Question 2

Come crescono le cellule durante il funzionamento del reattore discontinuo?

Accepted Answer

Le colture in batch attraversano quattro fasi di crescita classiche. Le cellule entrano prima nella fase di lag, adattandosi lentamente al loro ambiente. Poi entrano nella fase log, dividendosi esponenzialmente fino a quando i nutrienti si esauriscono o i sottoprodotti tossici si accumulano. La crescita rallenta quando le cellule raggiungono la fase stazionaria, offrendo l'opportunità di raccogliere il prodotto di interesse dalla coltura.

Question 3

Quali parametri sono controllati nei bioreattori per ottimizzare la crescita cellulare?

Accepted Answer

Molteplici parametri del reattore sono controllati per massimizzare la crescita e la densità delle cellule, inclusi temperatura, pressione, ossigeno disciolto e pH. Gli impeller mantengono soluzioni omogenee e forniscono alle cellule nutrienti e ossigeno sufficienti. I sistemi di fermentatore sono dotati di sonde per misurare continuamente queste condizioni, garantendo ambienti di crescita ottimali.

Question 4

Perché è importante la sterilizzazione prima di utilizzare un bioreattore?

Accepted Answer

La sterilizzazione, tipicamente utilizzando vapore in un'autoclave, è essenziale per mitigare la contaminazione prima dell'uso del bioreattore. Tutti i componenti vengono sterilizzati prima dell'assemblaggio per eliminare i microrganismi che potrebbero interferire con la coltura cellulare. Ciò garantisce un ambiente pulito per una crescita cellulare affidabile e la produzione di prodotti.

Question 5

Come influenza il tasso di diluizione la densità cellulare nei reattori continui?

Accepted Answer

Nei reattori a serbatoio agitato continuo, la densità cellulare allo stato stazionario dipende dal tasso di diluizione, calcolato come tasso di alimentazione e di effluente diviso per il volume del reattore. Man mano che il tasso di diluizione si avvicina a uno, la densità cellulare diminuisce. Questa relazione permette agli operatori di controllare la densità cellulare finale regolando i tassi di flusso.

Question 6

Quali sono le applicazioni pratiche della tecnologia del bioreattore in bioingegneria?

Accepted Answer

La produzione di birra utilizza reattori batch dove il lievito fermenta l'orzo maltato, producendo alcol come sottoprodotto. I reattori specializzati migliorano l'ingegneria dei tessuti migliorando la vitalità delle cellule attraverso una miscelazione costante e stimolazione meccanica, promuovendo la produzione di matrice extracellulare e dirigendo la crescita e la differenziazione cellulare per ingegneria tissutale e medicina rigenerativa applicazioni.

Question 7

Quali sono i vantaggi e i limiti dei reattori batch rispetto a quelli continui?

Accepted Answer

I reattori discontinui sono semplici ed economici ma presentano una densità cellulare limitata. I reattori continui raggiungono densità cellulari più elevate ma rischiano l'aggregazione a densità molto elevate, riducendo l'efficienza di crescita. Periodi di fermentazione continua più lunghi aumentano il rischio di contaminazione, richiedendo un monitoraggio e una manutenzione attenti per garantire la qualità del prodotto.

Bioreattori in batch e continui - Quiz di valutazione