מדפיסים חיים | הזינוק בהדפסות תלת מימד בשירות הרפואה על רקע המלחמה

עמרי רוזנבליט היה מפקד צוות בסיירת צנחנים. בפברואר האחרון, בזמן סריקת בתים שגרתית בחאן יונס, הופעל עליהם מטען מרחוק והבית קרס עליו ועל לוחמיו, ורק בנס הוא הצליח לאותת ללוחמיו שהוא עדיין חי. כשהוא פצוע קשה, הועבר עמרי לטיפול בבית החולים כשהוא סובל מפציעות רבות בכל חלקי גופו. מכלל הפציעות הקשות שספג, היה שבר בעצם הלחי ורצפת ארובת העין שאיים על ראייתו. לאחר סריקות והדמיות, הודפסה בתלת מימד גולגולת הדומה לשלו עם השתל המתאים, בכדי להיערך בצורה מיטבית לניתוח, ולהתאים את השתל למקום המדויק. לאחר ניתוח מורכב שעבר בהצלחה, שבה ראייתו למיטבה.
>> למגזין המלא – לחצו כאן
מאז פרוץ המלחמה ולאורך כל הלחימה בעזה, אירעו מקרים רבים של חיילים ואזרחים שסבלו מפציעות קשות בשלל צורות, שחייבו התערבות כירורגית מורכבת. פעמים רבות נדרשו בתי החולים להשתמש במדפסות תלת מימד כחלק מהטיפול הכירורגי, כמו למשל לצורך איחוי שברים מורכבים, החלפת מפרקים ועצמות שנשברו, ועוד כהנה. השימוש בטכנולוגיות המתקדמות האלו שיפר משמעותית את סיכויי ההחלמה והשיקום של המטופלים וגם מנע נכויות קשות שהיו פוגעות באיכות חייהם.
מדפסות תלת מימד קיימות כבר משנות השמונים. מאז הפכו לכלי עבודה חיוניים במגוון תעשיות, כמו תחבורה, מזון, אופנה, בנייה ועוד רבות. החל מהעשור השני של שנות האלפיים, השימוש במדפסות תלת מימד לצרכי רפואה הוא אחד מהבולטים בתחום, ומאז נעשה שימוש רב במדפסות תלת מימד לשימוש הרפואה.
ההדפסות משמשות לתחום הרפואה במגוון דרכים וצורות, ויש בהן מעלות רבות וטובות; הן מוזילות עלויות ייצור, מקצרות זמני המתנה ואף מאפשרות התאמה מדויקת יותר של הפריטים המודפסים – לצרכי המטופל. כיום יש בארץ מספר בתי חולים שהקימו מעבדת תלת-מימד שמשמשת את הצוותים הרפואיים, ביניהם: שיבא, איכילוב, בילינסון, רמב”ם ועוד.
השימושים העיקריים
טכנולוגיית ההדפסה בתלת-ממד מציעה מגוון רחב של כלים ופתרונות שמסייעים לרופאים ולמנתחים לדייק את תהליך הניתוח, ולשפר את תפקוד המטופל לאחריו.
הנה כמה דרכים שבהן הטכנולוגיה הזו מסייעת להם:
1. הדפסת מודל תלת מימדי מוחשי לסימולציה: אחד השימושים הבולטים של טכנולוגיית התלת מימד ברפואה הוא הדפסה תלת מימדית של אזורים ספציפיים בגוף האדם, לצורך תרגול והתנסות לפני ניתוח. הדפסה תלת מימדית איכותית מאפשרת להתכונן היטב לקראת הניתוח ולתכנן אותו בקפידה. באמצעות יצירת מודל תלת-ממדי מהסריקות ה-CT וה-MRI של המטופל, המנתחים מקבלים כלי עבודה חזותיים ומדויקים לביצוע הניתוח. הם יכולים לתרגל את הניתוח על מודל זה ולהתאמן על כל הצעדים לפני שהם באים לפרוצדורה בפועל. דבר המפחית את הסיכונים ומקצר את זמן הניתוח. אחד הניתוחים המדהימים שתוכננו כך הוא ניתוח מורכב להפרדת תאומות סיאמיות שהתקיים בביה”ח סורוקה בספטמבר 2021. מדובר בניתוח נדיר מאוד אשר בוצע והסתיים בהצלחה רק ב-20 פעמים בעולם עד אז. צוותים של בית החולים ומומחים עולמיים ערכו הכנות שנמשכו מספר חודשים לקראת הניתוח. במסגרת ההכנות לניתוח המורכב, הצוות השתמש במודלים תלת ממדיים שהתבססו על סט הדמיות של התאומות ואלה דימו בצורה מדויקת את חיבור כלי הדם, קרומי המוח, עצמות הגולגולת והעור של התאומות.
2. הדפסת כלי ניתוח המותאמים אישית למטופל: כלים אלה, המודפסים מחומרים המאושרים לשימוש בגוף האדם, מנחים את הכירורג לדייק גבולות בכל פעולה כירורגית ככריתת גידול או עצם או כל חיתוך אחר – במקומות ובזוויות שהוגדרו מראש. מטרת השימוש בכלים אלה הוא לבצע חיתוכים בדיוק מירבי ולפי התכנון הקדם ניתוחי, ולהימנע מכריתת רקמות חיוניות לתפקוד או לצמיחה.
3. הדפסת שתלים: הדפסת שתלים היא אחד השימושים הייחודיים והמועילים ביותר של מדפסות תלת מימד ברפואה. מדפסות תלת מימד משמשות להדפסה של חלקים תותבים מכל הסוגים, אפילו חוליות ועצמות, אותם ניתן להשתיל בגוף המטופל כדי להחזיר אותו לתפקוד תקין ביעילות ובמהירות – ללא זמני המתנה ארוכים. בכך ניתן להתאים את השתל באופן מדויק לצרכי החולה, ומבלי להתפשר על שתל בהתאמה חלקית. 4. הדפסת איברים: אחת האפשרויות הפנטסטיות ביותר של טכנולוגיית מדפסת תלת מימד, שעד לעשור האחרון הייתה נראית כמדע בדיוני – היא הדפסת איברים. בניגוד להדפסת שתלים, כאן מדובר על הדפסה של איברים חיים, המבוססים על רקמות חיות שנלקחו מהחולים, בתהליך מורכב, אך אפקטיבי. כאשר מדובר בפתרון לאחת מהבעיות הקשות ביותר בעולם הרפואה: המחסור בתרומות איברים ורשימות ההמתנה הארוכות להשתלות איברים.
הדפסת איברים מלאכותיים נעשית בטכניקה מתוחכמת של ייצור תערובת ביולוגית המשלבת תאי גזע, גורמי גדילה וחומרים ביולוגיים נוספים, מהם מודפס האיבר על סמך מודל ממוחשב. אחת מפריצות הדרך העולמיות החשובות בתחום יצאה ממדינתנו הקטנה, כאשר קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב הצליחה ב-2019 להדפיס לראשונה לב אנושי קטן מרקמות שנאספו ממטופל וגודלו במעבדה. הלב וכלי הדם הודפסו על סמך הדמיות CT ו-MRI של לב אנושי. הלב הקטן שהודפס היה מיועד להשתלה בארנבות ובחולדות, כאשר ההערכה שבעתיד הלא רחוק ניתן יהיה להדפיס לבבות חיים בבתי החולים ולהשתילם לחולים הממתינים להשתלת לב.
התפתחות מבטיחה אחרת נעשתה ב-2022 על ידי קבוצת חוקרים מארה”ב אשר הצליחו לייצר דגם תלת-מימד של ריאה. המודל נבדק על בעלי-חיים בהצלחה, שם הודגם חילוף גזים כבריאה אמיתית.
המבט לעתיד
הרופאים מעריכים שטכנולוגיית ההדפסה בתלת מימד תמשיך להתפתח, בעיקר בתחום של הדפסת רקמות, כאשר העתיד הוא בהדפסות ביולוגיות. בעיקר הדפסות ביולוגיות של רקמות המותאמות אישית לכל מטופל. כשהחזון הוא לעבור מהדפסת מתכות להדפיס איברים. כבר היום משתמשים בהדפסת תלת ממד לייצר כלי דם ושלפוחיות. תחום נוסף בו טכנולוגיית הדפסת תלת-מימד תופסת תאוצה הינו המחקר וייצור תרופות. באמצעות מודלים פונקציונליים ותלת מימדיים של רקמות אנושיות המחקות את איברי הגוף השונים, ניתן לבדוק תרופות ולנסות לחזות את התגובה לתרופות פוטנציאליות.
>> למגזין המלא – לחצו כאן
כך למשל, חוקרים הצליחו לייצר רקמות תלת ממדיות המדמות את רקמת הכבד הבריאה ובמגוון מצבי מחלה, ואלה משמשות לבחינת תרופות חדשות למחלות כבד שונות. בעתיד, החוקרים מקווים כי ניתן יהיה לייצר רקמות הדומות ככל האפשר לרקמות של מטופלים ספציפיים על מנת לפתח תרופות המותאמות אישית למצבם.