תנאי גבול ביציאה.
בתנאי גבול ביציאה, הפילוג של כל משתני הזרימה צריך להיות מוגדר ביציאה במהירות הראשית.
משתמשים בתנאי שפה מהסוג הזה בעיקר כאשר המהירות בכניסה ידועה. הזרימה מפותחת כאשר אין שינוי בכיוון הזרימה כאשר היציאה נבחרת רחוקה מספיק מההפרעות הגאומטריות.
באזור כזה, הגרדיאנט של כל המשתנים שווה לאפס בכיוון הזרימה חוץ מהלחץ.
תנאי שפה.
בבעיות של זרימה מוקפת קירות נדרוש כתנאי גבול אי החלקה ואי חדירה עבור רכיבי מהירות על הקיר.
הרכיב הנורמלי מוגדר כאפס ואילו הרכיב המשיקי מוגדר כמהירות של הקיר.
formula_1&lt;br&gt;
formula_2
ניתן להגדיר מעבר חום דרך הקיר. אם הקירות נחשבים אדיאבטיים כך שמעבר חום על פני הקיר מוגדר כאפס.
formula_3
תנאי גבול לחץ תמידי.
משתמשים בתנאי גבול מסוג זה כאשר ערכי גבול של לחץ ידועים והפרטים של פילוג הזרימה אינם ידועים .
זה כולל לחץ בכניסה וביציאה בעיקר.
דוגמאות אופייניות משתמשות בתנאי גבול זה וכוללים זרמי ציפה, זרימה פנימית עם מספר יציאות, זרימה חופשית וזרימה חיצונית סביב אובייקטי.
דוגמה יכולה להיות זרימה היוצאת לאטמוספירה שבה לחץ הוא אטמוספירי.
תנאי גבול אקסיסימטרי.
במצב גבול זה, המודל הוא אקסיסימטרי לאורך הציר המרכזי, כך שכל התהליך הפיזי עבור R (מרחק מציר הסימטריה) ועבור כל θ (זווית הטיה) ובכל חתך-Z, משתני זרימה בעלי אותו ערך ופילוג.
דוגמה לכך היא הזרימה אקסיסימטרית לאורך ציר מרכזי של צינור.
formula_4
תנאי גבול סימטריים.
במצב גבול זה, הנחה הוא כי בשני הצדדים של הגבול, קיימים אותם תהליכים פיזיים.
כל המשתנים באותו מרחק מהגבול בעלי אותו ערך וגרדיאנט.
תנאים בגבול סימטרי הם -
דוגמה לכך היא זרימה בצינור עם מכשול סימטרי בזרימה.
מכשול מחלק הזרימה העליונה והזרימה התחתונה לתמונת ראי.
תנאי גבול תקופתיים או מחזוריים.
תנאי גבול תקופתיים או מחזוריים נובעים מסוג שונה של סימטריה בבעיה בשונה מזו המתקבלת מתנאי גבול סימטריים.
דוגמה לכך תהיה זרימה בשבשבת, שבה האזור המסומן חוזר על עצמו ארבע פעמים בקואורדינטות r-תטא .
האזורים המחזוריים-סימטריים צריכים להיות בעל אותם משתני זרימה ופילוג וצריכים למלא את התנאי עבור כל חתך Z.
תרופה ביולוגית
תרופה ביולוגית (המכונה גם "טיפול ביולוגי" או "טיפול ממוקד") היא כינוי לדור חדש של תרופות, המפותחות בגישות רפואיות מודרניות ומבוססות על ביולוגיה מולקולרית. פיתוח התרופות הביולוגיות מבוסס על ניתוח ופענוח של המנגנונים המולקולריים המעורבים בהיווצרותה של מחלה מסוימת, או בהחמרתה. על פי רוב, מטפלת התרופה הביולוגית במנגנון יחיד ולא בכל מנגנוני המחלה גם יחד. השימוש בתרופות ביולוגיות נפוץ במחלות כגון דלקת מפרקים, מחלות אוטואימוניות, סוגים רבים של סרטן (כדוגמת מיאלומה נפוצה) ועוד.
היסטוריה.
החוקר הגרמני-יהודי פאול ארליך היה הראשון להעלות את רעיון התרופות לטיפול ממוקד בבעיה גופנית, אותו כינה "כדור קסם". ניסיון ראשון של טיפול בחולה באמצעות נוגדנים חד שבטיים בוצע ב-1980, בשימוש בנוגדן העכברי Muromonab-CD3 אשר יוצר בהיברידומה. זהו גם הנוגדן החד-שבטי הראשון שאושר לשימוש על ידי הFDA. ב-1983 הצליח לראשונה החוקר הישראלי שמואל קבילי, בזמן שעבד עם ארתור ריגס מהמוסד City Of Hope בקליפורניה, לייצר נוגדן בהנדסה גנטית בחיידקים. המוסד רשם על שיטת יצור הנוגדנים פטנטים שנקראים ״Cabilly Patent I,II״. הפטנט פרץ את הדרך ליצור רקומביננטי של נוגדנים כימריים וכאלו שעברו הומניזציה בתאים וכך להוביל ליצור תעשייתי של נוגדנים חד שבטיים לתעשיית התרופות. הנוגדנים החד שבטיים הכימריים או ההומניים היוו את אחת הגישות הראשונות שפותחו שמשמשות בפיתוח וייצור תרופות ביולוגיות, תרופות אלה נחשבות לתרופות הביולוגיות הראשונות בשל מטרתן הממוקדת, בנוסף ליכולתם לפעול בגוף המטופל למשך זמן ארוך יותר מכיוון שהדחיה הייתה מופחתת. המחקר הבסיסי בתחומים כמו ביולוגיה תאית, ביוכימיה, ביולוגיה מולקולרית, גנטיקה, מחזור התא, מעברי אותות ובתחומים נוספים אפשר את זיהוים של מנגנונים מולקולריים מדויקים, את זיהוי תפקידם ומשמעותם של מנגנונים אלה ואת התלות וההשפעות ההדדיות שבין מנגנונים מולקולריים שונים וזה אפשר יצירה של תרופות רבות נוספות. ראופרו, שאושרה ב-1994 היא התרופה מבוססת נוגדנים מהונדסים גנטית הראשונה שאושרה בעולם ומאז אושרו מעל 80 תרופות מבוססות נוגדנים.
רקע בסיסי מתחום הביולוגיה המולקולרית.
קטעים ממולקולת ה-DNA משועתקים למולקולת RNA על ידי אנזימים חלבוניים. מולקולות ה- RNA יכולות להשתייך לקבוצות RNA שונות בייעודן ובאופן תפקודן. בהתאם לכך, מולקולת ה- RNA יכולה לעבור תהליכי עיבוד שונים. ייעודן של רבות ממולקולות ה-RNA (אלה המוגדרות ומעודדות להיות mRNA) הוא להנחות בנייתם של חלבונים מסוימים. מולקולות ה-mRNA מכילות מידע ספציפי לייצור חלבון מסוים. מולקולות mRNA שונות יובילו ליצור חלבונים שונים. בתא אנימלי סביר נמצאים אלפי סוגי חלבונים שונים או עשרות אלפי סוגי חלבונים שונים.
חלבונים אלה מסוגלים לבצע תפקידים או תהליכים ספציפיים והם שלוקחים חלק מרכזי בביצועם של מגוון התהליכים המולקולריים המתרחשים בתא.
סוגים אחרים של מולקולות RNA יכולים לבצע בעצמם ובאופן ישיר תהליכים מולקולריים מסוימים. (אחרים מלהוות מידע מנחה בייצורו של חלבון מסוים). ישנם גם מקטעי DNA שלהם משמעות אחרת מלהוות מידע מנחה בייצורן של מולקולות RNA.
חלבונים וסוגי מולקולות נוספים כתרופות ביולוגיות.
עקרונית תרופה ביולוגית יכולה להתערב בכל אחד מהשלבים הנ"ל במטרה להשפיע על יכולות/תכונות התא המראה שיבוש. התרופה הביולוגית יכולה להיות כל חומר המגיב ספציפית עם מולקולה תאית מסוימת, בתאים המראים תכונה/התנהגות משובשת וסביר שתהא חלבון מסוים, מקטע RNA ספציפי או מקטע DNA ספציפי. התחום של טיפול ביולוגי ממוקד באמצעות מקטעי RNA ספציפיים או מקטעי DNA ספציפיים יכול להיקרא גם ריפוי גני – (Gene Therapy). ניתן להתייחס לתחום זה כענף שטרם סיים להתפתח בתחום של התרופות הביולוגיות והוא טומן בחובו פוטנציאל רב. היות שההוצאה לפועל של רוב התהליכים בתא מתבצעת על ידי חלבונים, והיות שתהליכי ייצורם ומבנם של אלה מוביל לספציפיות גבוהה, רבות מהתרופות הביולוגיות שכבר פותחו הן מולקולות חלבוניות וסביר כי גם רבות מאלה שעוד תפותחנה תהינה מולקולות חלבוניות.
חלבונים - ספציפיות במגוון היבטים וביצועם של תהליכים מולקולריים מסוימים.
חלבון הוא מולקולה המורכבת מרצף אורכי של אבני בניין. אבני הבניין המרכיבות את החלבון הן 20 חומצות אמינו שונות. כל החלבונים הקיימים בכל האורגניזמים, החל מחד תאיים, כגון החיידקים הקדומים, ועד לרב תאיים אאוקריוטים, בנויים מאותן 20 אבני בניין. 20 שיירי צד הנבדלים ביניהם בגודל, בצורה, במאפייני הידרופוביות/הידופיליות, פולריות, מטענים חשמליים ופיזורם ובתכונות כימיות אחרות מעניקים לחומצות האמינו השונות את ייחודן. בחלבונים שונים חומצות האמינו יופיעו ברצפים שונים - רצף אורכי מסוים הוא ספציפי לחלבון מסוג מסוים. חלבון לא חייב לכלול את כל חומצות האמינו השונות וייתכן כי חומצת אמינו מסוימת תופיע בו, לאורכו, פעמים רבות - בין אם בצורה עוקבת או בין אם לאו.
מולקולת החלבון מתקפלת פעמים רבות ליצירת מבנה תלת ממדי. חשוב להדגיש כי קיפולי החלבון יכולים ליצור מצב בו חומצה אמינית (א) המרוחקת אלפי חומצות אמינו מחומצה אמינית (ב) לאורך שרשרת חומצות האמינו של החלבון תהא קרובה לחומצה (ב) מבחינה מרחבית. הפוזיציה הספציפית שבסופו של דבר תהא כל חומצת אמינו ממוקמת ביחס לחברותיה בסביבתה המרחבית יוצרת "טביעת אצבע" ייחודית לאותו החלבון, או אפילו נכון יותר לומר לאותו האזור, באותו החלבון ומנקודת המבט המסוימת.
מכלול חומצות האמינו המצויות באזור מרחבי מסוים של החלבון על שלל מאפייניהן הכימיים, כדוגמת אלה שהוזכרו למעלה, יחד עם מבנה הטופוגרפי המסוים שבאזור זה יוצרים מצב של התאמה ספציפית למולקולות אחרות - היינו יכולת קישור ספציפית לאזורים מסוימים במולקולות אחרות ובדרגות שונות של אפיניות.
עקרונות אלה הם שגורמים לכך שהאזור הפעיל של החלבון הוא ספציפי מבחינת יעד הפעילות הסובסטרט, מבחינת חוזק הקישור לאותו היעד (אפיניות) והן מבחינת מהות הפעילות - מהות התהליך המולקולרי הספציפי אותו מבצע החלבון האמור (לדוגמה קישור לחלבון אחר והוספת קבוצת זרחה עליו או שבכך שקושר אותו מונע/מקדם כניסתו לאברון מסוים בתא או מתווך קישורו לחלבון שלישי ועוד).
באופן דומה עקרונות אלה הם שיאפשרו למולקולות ספציפיות ואחרות להקשר לאזורים שונים של החלבון (לאו דווקא לאזור פעיל שלו) ובדרגות שונות של אפיניות.
ייחודיותן של התרופות הביולוגיות - ספציפיות במגוון היבטים.