3D Systems全彩打印机协助科研人员进行病毒研究

全彩色3D打印已经用了好几年了,但是大多情况下被用在设计和工程沟通方面。这些领域的专业人士们将自己的想法通过彩色模型展现,从而帮助他们评估和修改最后的成品,这也使得建筑师,产品设计师,电影制片人和鞋类制造商欣然接受了这项技术。但如果你的焦点不是在构建一些物理性的东西,而是对构建那些未知的事物从中找出一个病毒内在的原理而治愈疾病更感兴趣的话,全彩3D打印是否可以做到支持病毒疫苗的研发呢?

巴特利数理医学中心的主要研究者和教职工威廉姆·C·雷博士正尝试在全国儿童医院研究所找出病毒的治愈方法。

雷博士正在研究呼吸道合胞体病毒(RSV),这种病毒主要会引起全世界婴儿和孩童的下呼吸道感染。据估计,每年RSV病毒在全球会有6400万的病例且有16万人死亡。对于1岁以下的幼儿来说,RSV是毛细支气管炎和肺炎的主要原因,每年有75,000到125,000的孩童因为RSV感染而入院,大多数孩童不到6个月大。据估计,超过850万成人(包括那些超过65岁的)也会每年被感染。在美国和欧洲,大约每年90万人入院治疗是由于RSV感染。如果将住院治疗,缺勤和死亡率纳入考虑,RSV每年导致数十亿美元的损失。但现在还没有经过批准的疫苗可用来预防RSV病毒。

雷博士和他的研究人员面临着一个巨大的问题,没人知道RSV病毒具体是如何发挥作用的。关于病毒,有一事变得显而易见,RSV生命周期的关键部分涉及到一个分子机器(F基因),F基因是被用来将病毒包膜和定向的细胞膜组合在一起的。这会导致一个病毒的有效载荷进入到细胞。如果阻扰分子机器的传动体系可以停止感染,但因为分子机器的传动体系无法被定位(也就是说我们还不知道它如何作用),过去试图研发疫苗的努力失败了。

为了确定这个分子机器的真正颜色,雷博士打算利用3D打印来研究F基因。以计算机图形作为参考,雷博士知道如果依靠二维图片是无法攻克RSV病毒这个挑战的,但他相信3D彩色打印的病毒展示可以帮助他的研究。因此,当他的研发中心意识到需要资金投资新的技术来支持他的研究项目时,雷博士抓住了一个机会,得到了3D Systems公司的全彩色打印机ProJet®x60 3D打印机。

威廉姆和他的团队,包括病毒学家马克·皮普尔斯还有威廉姆的妻子和长期的合作者琼·雷,他们使用计算机图形和计算物理学的工具来做出RSV的模型。然后他们打印出了F基因的3D模型,这样他们就能把它拿在手上,可以直接看到栩栩如生的分子机器。这帮助他们看到了RSV足够多的细节来确认它是如何发挥作用和如何可以不运作的。据威廉姆所说,这个三维模型给研究者提供了非常重要的讯息。即使与先前的立体3D监视器和专业的图形卡,都不能与全彩色的3D模型相比。

尽管雷博士强调RSV的治愈还有一段路要走,但他说迅速打印彩色3D模型使RSV研究可以继续往前发展,并且能激发关于RSV如何运作的新想法。

这个认识不是凭空的,研究人员们已经有另外一种工具来帮助他们可以独立的理解和解决对我们的健康有害的病原体和威胁。全彩色3D打印机成本在$29,000到$114,000之间,但为了我们的身体健康和现代医学知识,这个投资是值得的。毕竟,如果一张图片胜过千言万语,那么一个全彩色3D模型是无价的。

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