Bioreattore: differenze tra le versioni

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[[ImmagineFile:Cellex bioreactor.jpg|thumb|Un bioreattore Cellex ([[1993]]) per la produzione di [[anticorpi monoclonali]] (esposto al Science Museum di [[Londra]])|288x288px]]

Si definisce '''bioreattore''' ogni [[apparecchiature chimiche|apparecchiatura]] in grado di fornire un ambiente adeguato alla [[crescita]] di [[Organismo vivente|organismi biologici]].<ref>{{en}} [http://goldbook.iupac.org/B00662.html IUPAC Gold Book, "bioreactor"]</ref>

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I metodi di coltura dei microrganismi in un bioreattore possono essere essenzialmente cinque. Risulta importante per questa classificazione il metodo di somministrazione del ''terreno di coltura'', ovvero dei fattori necessari ai microrganismi per crescere.

* Colture in ''[[Processo batch|batch]]'' (a ''sistema chiuso''). Il volume di terreno liquido nel quale i microrganismi crescono è essenzialmente costante. I microrganismi, crescendo, aumentano la loro biomassa, riducono la quantità di nutrienti disponibile, producono metaboliti da eliminare. Le cellule raggiungono così un livello (detto stato stazionario) tale da impedire di aumentare ulteriormente il loro numero.

* Colture in ''fed batch'' (''sistema chiuso alimentato''). Questo sistema permette di prolungare il tempo di crescita dei microrganismi prima di raggiungere lo stato stazionario. Un substrato limitante la crescita viene infatti continuamente addizionato alla coltura.

* Colture in perfusione. Oltre all'aggiunta di terreno ''fresco'', viene anche prelevato il terreno usato privo di cellule ed i metaboliti escreti. È un metodo ampiamente usato nelle colture di cellule [[animalia|animali]].

* Colture continue. Ad una coltura in ''batch'' in fase di crescita esponenziale (cioè di crescita massima) si addiziona una certa quantità di terreno fresco e se ne sottrae una equivalente di terreno ''usato'' con cellule. In questo modo, restando costante la biomassa, si ottiene una crescita pressoché bilanciata: anche le concentrazioni di sostanze nutrienti e di metaboliti, infatti, restano essenzialmente costanti. Colture simili sono anche quelle dette ''semicontinue''.

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===La questione dell'ossigenazione===

All'interno di un bioreattore, l'operazione più complessa da controllare in un processo aerobico è il mantenimento di concentrazioni di O₂ costanti in tutto il dispositivo.<br />L'ossigeno molecolare O₂ , infatti, è un gas poco solubile in acqua (e quindi anche nelle soluzioni acquose in cui vengono fatti crescere i microorganismi) ed ha una [[pressione parziale]] relativamente bassa nell'[[aria]] (20.8%).

Esistono due tipi di approccio per risolvere questo problema.

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Di notevole interesse sono i bioreattori ad alghe, in grado secondo studi recenti di fornire biodiesel, metano CH₄ e idrogeno molecolare H₂.

==Dispositivi [[organ-on-chip]]==

Di notevole interesse sono anche i dispositivi chiamati [[organ-on-chip]]. Essi possono essere considerati dei bioreattori con integrato un sistema elettronico di controllo dei parametri. Sono dispositivi miniaturizzati, di grande interesse<ref>{{Cita news|lingua=en|url=https://wyss.harvard.edu/technology/human-organs-on-chips/|titolo=Human Organs-on-Chips|pubblicazione=Wyss Institute|data=5 agosto 2017|accesso=15 giugno 2018}}</ref>, capaci di simulare in vitro organi e apparati interi ed ambiscono a sostituire in futuro il test su animale.

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== Altri progetti ==

{{Interprogetto|etichetta=bioreattoreinterprogetto|wikt=bioreattore}}

==Collegamenti esterni==