I kit stampati in 3D che aiutano gli studenti universitari a comprendere concetti complessi  

I modelli stampati in 3D possono aiutare chiunque a imparare, dagli studenti in età prescolare ai medici. In uno studio dal titolo ” Modellazione delle interazioni tra gli anticorpi e gli epitopi con i kit stampati in 3D in corsi di piccole o grandi dimensioni “, un team di ricercatori della Colorado State University  discute come hanno creato modelli stampati in 3D per aiutare studenti universitari di microbiologia e immunologia a comprendere un concetto complesso.

Uno dei concetti più difficili da comprendere per gli studenti universitari, spiegano i ricercatori, è l’interazione tra gli anticorpi e gli epitopi multipli trovati sugli antigeni. Due studenti, come parte di una tesi di laurea, hanno progettato modelli 3D di anticorpi e virus usando Tinkercad . Il programma ha permesso loro di creare un design complesso, mettendo i “solidi” dei cilindri anticorpali sui “buchi” dell’antigene virale per dimostrare il loro legame. Hanno anche progettato una versione cartoon di un virus influenzale A come modello.

Con l’aiuto del laboratorio Idea2Product dell’università, i ricercatori hanno stampato i loro modelli 3D utilizzando le stampanti 3D PLA e Afinia .

Prima del periodo di prova, agli studenti è stato chiesto di guardare un video sul sistema immunitario e sugli anticorpi. Nella classe stessa, hanno ricevuto kit con i modelli stampati in 3D e hanno chiesto di fare quanto segue:

Descrivi come sono legati gli antigeni e gli epitopi
Spiega perché vengono prodotti alcuni anticorpi che non si legano agli epitopi
Discutete quali regioni sulle catene pesanti e leggere si uniscono per legarsi a isotopi specifici
Identificare la regione sull’anticorpo che determina la sua classe o isotopo
“In totale, lavoreranno con quattro combinazioni diverse, due delle quali legheranno un epitopo sullo stesso antigene del virus, e due dei quali non avranno specificità per il virus”, spiegano i ricercatori. “Questo permette agli studenti di capire che non tutti gli anticorpi saranno specifici per un epitopo su un microbo infetto.”
Oltre quattro semestri di utilizzo dei kit stampati in 3D, il 91% degli studenti è stato in grado di identificare correttamente l’epitopo a cui un anticorpo si legava.

È interessante notare che, quando la combinazione di catene pesanti e leggere non si legava a nessun epitopo del virus, solo il 63% degli studenti ha risposto che gli anticorpi non erano specifici per alcun epitopo “, proseguono i ricercatori. “Questo potrebbe indicare che gli studenti non capiscono che non tutti gli anticorpi creati casualmente avranno specificità per una determinata infezione, o non sono abbastanza sicuri di rispondere a” nessuno di questi “. Tuttavia, dopo aver visto il primo anticorpo che non era specifico per alcun epitopo e discutere di come ciò fosse possibile, quando gli è stato somministrato un secondo anticorpo che non era specifico per il virus il 91% ha risposto “nessuno di questi” e il 96% ha identificato correttamente sito di legame epitopico del secondo anticorpo che aveva specificità virale. ”

Indipendentemente dall’età dello studente, i modelli stampati in 3D possono essere preziosi strumenti per aiutare a comprendere i concetti, sia che si tratti di studenti in età prescolare che apprendono forme e colori o studenti universitari che apprendono gli anticorpi e gli epitopi. Alcune cose possono essere capite molto meglio con rappresentazioni fisiche interattive, e la stampa 3D consente agli educatori di adattare facilmente e a basso costo i modelli per determinate lezioni. Oltre a imparare come un singolo antigene potrebbe avere epitopi multipli, gli studenti sono stati in grado di utilizzare i kit stampati in 3D per esplorare concetti come agglutinazione, reticolazione, neutralizzazione e isotipi. I modelli 3D sono disponibili su Thingiverse.

Gli autori del documento includono Erica L. Suchman, Jennifer McLean, Steven T. Denham, Dana Shatila e David Prowel.

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