BiologiaRicercaStampa 3D per l'emergenza COVID-19

Biologic Models ha creato modelli proteici complessi a colori

Per farlo è stata utilizzata la stampante Mimaki 3DUJ-553

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Biologic Models, fornitore statunitense di modelli di cellule proteiche stampati in 3D e di animazione medica, ha utilizzato la tecnologia di stampa 3D di Mimaki per produrre complessi modelli di visualizzazione molecolare in grado di riprodurre le proteine in mondo tangibile e con un’incredibile ricchezza di dettagli. Insieme a Objex Unlimited, cliente canadese di Mimaki, le due aziende hanno intrapreso con successo molteplici progetti per committenti nel campo dell’istruzione, della ricerca e dell’arte, utilizzando la stampante 3D a colori Mimaki 3DUJ-553. Recentemente, Biologic Models e Objex Unlimited hanno realizzato modelli di coronavirus (SARS-CoV-2) per contribuire al rapido sviluppo di contromisure volte ad affrontare la pandemia in corso.

Utilizzando la ricerca clinica e i dati sulle proteine ricavati dalla cristallografia a raggi X, Biologic Models si è ritagliata una nicchia nell’ambito della creazione di accurati modelli 3D delle proteine, destinati alle strutture di ricerca e ai collezionisti. L’azienda, che inizialmente lavorava nel campo della stampa 3D con tecnologia a polvere, ha successivamente optato per la stampa 3D con fotopolimeri, ritenendola un’opzione più adatta ai propri obiettivi di produzione. In particolare, questo processo offriva durata nel tempo, ricchezza di dettagli e tempi di lavorazione rapidi, oltre a una gamma di colori dieci volte superiore a quella disponibile con la stampa 3D a polvere. Un altro vantaggio è costituito dal fatto che questi modelli 3D, a differenza della pietra arenaria (dei sistemi a polvere), possono essere facilmente puliti con un panno bagnato, una caratteristica necessaria in un mondo post-COVID per i clienti di Biologic Models che espongono tali oggetti nell’ambito di mostre. L’anno scorso, Biologic Models ha collaborato con Objex Unlimited per stampare la sua collezione di modelli di SARS-CoV-2 con una maggiore accuratezza dei colori e diversi gradi di trasparenza e opacità utilizzando la Mimaki 3DUJ-553.

“Quello che mi ha attirato verso la tecnologia Mimaki è stata la sua capacità di mescolare simultaneamente trasparente e colore per ottenere diversi livelli di trasparenza e visualizzare più facilmente i cambiamenti che avvengono all’interno di una proteina”, ha commentato Casey Steffen, direttore delle operazioni presso Biologic Models. “Con i modelli di coronavirus attualmente in sviluppo e produzione, stiamo tracciando le singole mutazioni su un modello a nastro dell’RBD (il dominio che lega il recettore) della proteina spike e assegnando a ogni nuova mutazione un colore univoco. Gli osservatori possono comprendere come la struttura del virus muti osservando sia l’accumulo di residui colorati, sia le variazioni dei legami intermolecolari trasparenti. Il dettaglio intricato che riusciamo a ottenere in una singola stampa è incredibile; lavorare con Objex Unlimited mi ha davvero aperto gli occhi su come la stampa 3D sia in grado di creare un modello scientifico più significativo e accurato per i nostri clienti”.Biologic Models ha utilizzato la stampa 3D di Mimaki per produrre complessi modelli di visualizzazione molecolare

Sfruttando la capacità di produrre 10 milioni di colori della 3DUJ-553, le repliche di cellule proteiche di Biologic Models sono colorate in modo distintivo per rendere la ricerca biomedica più chiara e identificabile per l’osservatore. La stampa 3D di una minuscola proteina potrebbe includere 10.000 o più singoli atomi. Questo richiede un livello di dettaglio che è facilmente raggiungibile con la precisione offerta dalla tecnologia di stampa 3D di Mimaki. Grazie alla precisione della stampa multicolore, Biologic Models colma il divario tra fisico e digitale, compresi i codici QR che indirizzano a pagine web dedicate leggibili anche nella stampa 3D di piccolissime dimensioni. “Le stampe 3D di Mimaki facilitano un’esperienza di apprendimento sia fisica sia digitale, che spesso era irraggiungibile a causa delle limitazioni della stampa a polvere”, ha commentato Steffen. “Infatti, una nuova serie di modelli di proteine ‘Mechanism-of-Action’ inizierà a essere distribuita alla fine di quest’estate. Questa serie di modelli stampati in 3D integra esperienze di realtà aumentata che permettono agli osservatori di esplorare digitalmente i dati delle proteine utilizzati per creare il modello proteico stampato in 3D. Un’esclusiva di queste stampe 3D Mimaki è costituita da un’animazione molecolare mai vista prima che visualizza come la glicoproteina spike cambi forma durante l’infezione”.

Biologic Models e Objex Unlimited stanno attualmente lanciando il nuovissimo modello dell’agglomerato virionico del SARS-CoV-2, che include le ultime ricerche sulla struttura e la funzione del virus. Le due aziende hanno collaborato fra loro per garantire che l’intera collezione SARS-CoV-2 si adatti alla nuova stampante desktop. In questo modo si massimizza il rapporto costo-efficacia di ogni modello destinato ai clienti di Biologic Models.

“Il livello di precisione e di dettaglio che incorporiamo in questi modelli richiede una tecnologia di stampa 3D in grado di produrre parti solide e durevoli. Deve, inoltre, essere facile da usare, veloce da stampare e in grado di produrre modelli economicamente convenienti per coloro che hanno bisogno solo di prodotti o visualizzazioni una tantum, un vantaggio cruciale per molti dei clienti di Biologic Models impegnati su progetti di ricerca che potrebbero evolversi rapidamente o dover essere aggiornati”, ha concluso Steve Corey, presidente di Objex Unlimited. “La tecnologia di stampa 3D Mimaki offre la flessibilità necessaria per realizzare le strutture molecolari più complesse con facilità e incredibile precisione, permettendoci di produrre modelli che supportano anche i progetti di ricerca più ad alto profilo e impegnativi.”

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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