Molekulare Modelle

Molekulare Modelle im realen Raum werden in erster Linie von Forschungseinrichtungen und pharmazeutischen Unternehmen benötigt, die sich mit der Erforschung und Entwicklung von Arzneimitteln beschäftigen, oder aber von Bildungsinstituten, die Funktionen und Interaktionen von Proteinen und Arzneimitteln auf molekularer Ebene vermitteln.

Die Herausforderung

Die Geometrie von komplexen Molekülen und deren Interaktionen lassen sich mit 3D-Visualisierungen oder -Wiedergaben extrem schwierig darstellen bzw. vermitteln. Art Olsen vom Scripps Institute sagt dazu: ″In der Chemie geht es um Formen und Geometrie. Wenn man in der Lage ist, im realen Raum mit Molekülen physikalische Interaktionen auszuführen, erhält man vollständige Informationen und gewinnt neue Erkenntnisse. Selbst führende Forscher, die ein Protein oder Molekül zehn Jahre lang untersucht haben, entdecken direkt Neues, wenn sie das Molekül zum ersten Mal in Händen halten.″

Die Lösung

• Vollfarbmodelle: 3D-Drucker von 3D Systems sind die einzigen Geräte mit einer Technologie, die aus digitalen Daten Vollfarbmodelle generiert. So lässt sich eine elektrische Aufladung oder die Anordnung von Atomen in voller Farbe darstellen.
• Gummiähnliche Eigenschaften: Das System kann Teile erzeugen, die mit Harz infiltriert werden, um die Eigenschaften von Gummi zu simulieren. So können ineinander greifende molekulare Modelle erstellt werden, um die genauen Interaktionen im physikalischen Raum wiederzugeben.
• Interaktion im realen Raum: Ein 3D-Drucker erstellt schnell und kostengünstig dutzende von Iterationen von Molekülen, die sich physikalisch manipulieren lassen, um das Verständnis ihrer Interaktionen zu verbessern. Da das System sehr schnell und kostengünstig ist, kann das Arbeiten im physikalischen 3D-Raum zur täglichen Routine werden.
• Hybridisierungsmodelle für Prozessvisualisierung und Schulungen: Teile, die mit Systemen von 3D Systems erstellt wurden, können mit anderen Elementen und Ergänzungen kombiniert werden, um ein vollständiges Bild des Verhaltens des Moleküls zu schaffen, das untersucht wird. Beispielsweise kann ein DNA-Abschnitt mit eingefügten Magneten gedruckt werden, um die Trennung und Replikation physikalisch detailgenau darzustellen. Eine derart praktische Vermittlung ermöglicht einen schnellen und vollständigen Lernprozess.