Biologic Models ontwikkelt complexe eiwitmodellen in full-color met Mimaki 3DUJ-553-printer

virus

Biologic Models werkt samen met Objex Unlimited, een klant van Mimaki, om nauwkeurige modellen van eiwitcellen na te bootsen.

Recente projecten bestonden bijvoorbeeld uit het nabootsen van coronaviruseiwitten om de snelle ontwikkeling van tegenmaatregelen mogelijk te maken en meer inzicht in het virus te krijgen.

VS, 8 juli 2021 – Biologic Models, een in de Verenigde Staten gevestigde producent van 3D-geprinte eiwitmodellen en medische animaties, gebruikt de 3D-printtechnologie van Mimaki om complexe moleculaire visualisatiemodellen te produceren, waardoor eiwit in ongelooflijke details concreet zichtbaar wordt. In samenwerking met de Canadese Mimaki-klant Objex Unlimited, hebben de twee bedrijven met succes meerdere projecten afgerond voor klanten binnen de kunstwereld en het onderwijs, en daarnaast voor verschillende onderzoeksbureaus met behulp van de full-color 3D-printer van Mimaki, de 3DUJ-553. Recent hebben Biologic Models en Objex Unlimited modellen van het coronavirus (SARS-CoV-2) geproduceerd ter ondersteuning van de snelle ontwikkeling van tegenmaatregelen, om zo de aanhoudende uitbraak aan te pakken.

Biologic Models heeft een niche gevonden in het maken van nauwkeurige 3D-modellen van eiwitten voor onderzoeksfaciliteiten en verzamelaars met behulp van klinisch onderzoek en gegevens op basis van röntgenfoto’s en kristallografie van eiwitten. In eerste instantie werkte het bedrijf met poeder om 3D-prints te maken, maar ze ontdekten dat 3D-materiaal op basis van fotopolymeer een geschiktere oplossing was. Dit proces zorgt met name voor betere duurzaamheid, details en snellere omlooptijden, naast een kleurenspectrum dat 10x uitgebreider is dan wat met 3D-printen op basis van poeders mogelijk is. Een ander voordeel is dat deze prints, in tegenstelling tot zandsteen, eenvoudig met een vochtige doek kunnen worden schoongemaakt, wat in de wereld na de coronacrisis noodzakelijk is voor klanten van Biologic Models wanneer ze dergelijke items in tentoonstellingen laten zien. Afgelopen jaar werkte Biologic Models samen met Objex Unlimited om hun assortiment SARS-CoV-2-modellen te printen met verbeterde kleurnauwkeurigheid en verschillende niveaus van transparantie en ondoorzichtigheid met behulp van de Mimaki 3DUJ-553.

“Wat me in de technologie van Mimaki vooral aansprak, was het feit dat ze gelijktijdig doorzichtige materialen en kleuren kunnen mengen om verschillende transparantieniveaus te verkrijgen, om zo de interne veranderingen binnen een eiwit eenvoudiger te kunnen laten zien,” zegt Casey Steffen, Director of Operations van Biologic Models. “Met onze geplande coronamodellen volgen we individuele mutaties op een lintmodel van het receptorbindend domein van het spike-eiwit en geven we elke nieuwe mutatie een unieke kleur. Kijkers leren meer over de manier waarop de structuur van het virus verandert door zowel naar de accumulatie van gekleurde reststoffen als veranderingen in de transparante intermoleculaire bindingen te kijken. De complexe details die we in één print kunnen produceren, zijn ongelooflijk. Door met Objex Unlimited samen te werken, heb ik ontdekt hoe we met 3D-printen een waardevoller, nauwkeuriger wetenschappelijk model voor onze klanten kunnen maken.”

Dankzij de 10 miljoen kleuren mogelijkheid van de 3DUJ-553 worden de eiwitreplica’s van Biologic Models van onderscheidende kleuren voorzien, zodat biomedisch onderzoek voor de kijker duidelijker en herkenbaarder wordt. Een 3D-print van een minuscuul eiwit maken kan 10.000 of zelfs meer afzonderlijke atomen betreffen. Hiervoor is een detailniveau vereist dat met de nauwkeurigheid van de 3D-printtechnologie van Mimaki eenvoudig kan worden bereikt. Dankzij de meerkleurige printnauwkeurigheid overbrugt Biologic Models de kloof tussen fysiek en digitaal, waaronder QR-codes die gebruikers doorsturen naar speciale webpagina’s die zelfs in de kleinste 3D-printgrootten leesbaar zijn. “3D-prints van Mimaki bieden zowel een fysieke als een digitale leeromgeving die vaak niet binnen de mogelijkheden lag vanwege de beperkingen van printen op basis van poeders,” aldus Steffen. “Later deze zomer brengen we nieuwe eiwitmodellen, uit de reeks ‘Mechanism-of-Action’ op de markt. Deze reeks 3D-geprinte modellen biedt een AR-ervaring waardoor kijkers de eiwitgegevens digitaal kunnen verkennen die gebruikt zijn om het 3D-geprinte eiwitmodel te maken. De moleculaire animatie, voor het eerst beschikbaar en exclusief voor deze 3D-prints van Mimaki, visualiseert hoe de de vorm van het spike glycoproteïne tijdens de infectie verandert.”

“Voor het nauwkeurigheidsniveau en de details die we op deze modellen toepassen, is een 3D-printtechnologie vereist die sterke en duurzame onderdelen produceert. Het moet ook gebruiksvriendelijk zijn, snel kunnen worden geprint en rendabele modellen produceren voor klanten die enkel producten of visualisaties voor eenmalig gebruik nodig hebben. Dit is een cruciaal voordeel voor veel klanten van Biologic Models die onderzoeksprojecten uitvoeren die mogelijk snel veranderen of moeten worden bijgewerkt,” concludeert Steve Corey, President van Objex Unlimited. “De 3D-printtechnologie van Mimaki biedt de flexibiliteit die nodig is om gemakkelijk en met ongekende nauwkeurigheid de meest ingewikkelde moleculaire structuren te realiseren, zodat wij modellen kunnen produceren die zelfs geschikt zijn voor de belangrijkste en meest veeleisende onderzoeksprojecten.”

Biologic Models en Objex Unlimited brengen op dit moment het gloednieuwe SARS-CoV-2 Virion-model op de markt, dat op het nieuwste onderzoek naar de virusstructuur en -functie is gebaseerd. De twee bedrijven sloegen de handen ineen om ervoor te zorgen dat de hele reeks SARS-CoV-2-modellen in de nieuwe desktop printer past. Hierdoor is elk model voor klanten van Biologic Models uiterst rendabel. Afzonderlijke onderdelen van de reeks SARS-CoV-2-modellen die met de 3D-printer van Mimaki zijn geprint, kunnen via de volgende linkworden aangeschaft: https://biologic-models.myshopify.com/collections/sars-cov-2