קורם עור וגידים: כך נראית הדפסת איברים בתלת ממד

החידושים והפיתוחים הטכנולוגיים שפוקדים אותנו בעשורים האחרונים לא פוסחים על עולם הרפואה, ואחד השימושים המעניינים הנעשים כיום בטכנולוגיה חדשנית הוא הדפסה תלת ממדית של אברים. ליתר דיוק, מודלים מדויקים בקנה מידה 1:1 של איברי הגוף שלנו.

מדובר במהלך שמהווה צעד גדול קדימה מזווית הרפואה המותאמת אישית, שנכנס לאחרונה לשימוש במעבדת החדשנות הטכנולוגית של בית החולים רמב"ם בחיפה ועשוי להיכנס בהמשך למעבדות ובתי חולים אחרים בארץ. ברחבי העולם, שגעון הדפסת האיברים בתלת ממד כבר כבש לו מקום של כבוד.

הרופאים יכולים להדפיס הדמיות בקנה מידה אמיתי של חלקי גוף ספציפים של חולים אמיתיים, על כל הדברים הייחודים להם: המבנה, הגודל והסיבוכיות המצויה בכל איבר. ההדמיות הללו משמשות כעת בעיקר לצורך תכנון של הליכים רפואיים מורכבים, בעיקר לתרגול ולבחינה לקראת הניתוח ולבחינת הממצאים לאחר הניתוח, כמו גם לפיתוח מכשור רפואי חדש.

עוד בנושא:
"לעקוף את הביולוגיה בסיבוב"
אני, המנתח והמדפסת

כמו כן ישנם עוד שימושים להדפסה תלת מימדית ברחבי העולם שהחלו לתפוס תאוצה בתחילת שנות האלפיים, בין היתר לשם ייצור רקמות ואיברים מתאי אדם ולערוך עליהם ניסויים, יצירת תותבות ושתלים דנטליים ועוד.

אם אתם מדמיינים מדפסת ענקית ומסורבלת, תחשבו שוב. מדפסות התלת-מימד המוצבות בבית החולים רמב"ם הן מדגם ה- ultimaker מבית יוצר הולנדי המשווקות בידי חברת מפעיל הישראלית.

לאחר שסורקים את גוף החולה בבדיקת סי טי או בדיקות אחרות שהן דו-ממדיות, הסריקה נשמרת על דיסק וניתן לייצא את הקבצים לתוכנה (Cura) שעורכת את המודל באופן סופי לקראת ההדפסה לתלת-ממד. מדובר בתוכנת קוד פתוח (Open source) בה משתמשים אחרים יכולים להציע הצעות משלהם לשיפור.

ישנם מגוון חומרים תרמו-פלסטיים (על בסיס עמילני, שמתכלים לאחר שנתיים ועל כן ידידותיים לסביבה) עם תכונות שונות של קושי, גמישות, אלסטיות, בהירות, עמידות בחום וכן הלאה. בחומרים האלה עושים שימוש בהתאם לצרכים של המודל כדי לבנות אותו, כאשר המכונה מדפיסה בשכבות שתי וערב ומייצרת מודלים מורכבים ונאמנים למציאות. זמן ההדפסה יכול לקחת בין שעה – להדפסת, למשל, חלק קטן מתוך עמוד השדרה, לעומת 12 שעות הנדרשות להדפסת מודל המוח.

"אם צריך להדפיס למשל מודל של מוח נשתמש בחומר יותר גמיש", מסביר צביקה צבר, מנהל תחום הדפסת תלת ממד בחברת "מפעיל" המייבאת את המדפסות לארץ. "משתמשים בחומרים לפי הצרכים. אם מדובר במודל מסובך, נשתמש בחומר יותר גמיש ועמיד", הוסיף.

המודלים משמשים בעיקר לשם תכנון ניתוחים מסובכים של איברים מורכבים אנטומית, כגון כלי הדם. "אפשר להחליט מאיפה ייעשה החתך, או להבין בדיוק עם מה אנחנו מתמודדים ולא לצפות לשום הפתעות. זה יכול לשמש גם ככלי עזר לאוריינטציה למנתחים וככלי לימוד לסטודנטים לרפואה", מסביר צבר. בנוסף, ניתן לבדוק האם ניתוח הצליח ולהגיע לממצאים נוספים שלא היה אפשר להגיע אליהם דרך סריקות רגילות דו ממדיות.

"נניח שאנחנו מדברים על גולגולת וקשה להעריך בסריקות הדו-ממדיות ולראות דברים מסוימים. לאחר ניתוח למשל להוצאת גידול רוצים לבדוק את האיחוי של המוח לאחר הניתוח. במקום להסתכל על ההדמיות אפשר לקחת את המודל ביד, לפתוח, להרגיש ולמשש. אפשר להרגיש אם יש בליטות על דפנות הגולגולת, ולדעת אם יש עוד גידולים למיניהם, דבר שהיה מתפספס בצילומים וניתן לעלות עליו רק באמצעות המישוש והמגע", הוסיף צבר.

כמו כן רופאים מטפלים יכולים להראות למטופלים שלהם בדיוק על המודל של האיבר את הבעיה ולהראות להם את אופן הטיפול המתוכנן, כחלק מתהליך של העצמת המטופל והבנתו את התהליכים הרפואיים שהוא עובר.

מעבר ליכולת להגיע לממצאים שקשה להגיע אליהם בצילומים וסריקות רגילים, הדפסת התלת ממד חוסכת גם זמן ומשאבים עקב זמינות חומרי הגלם, ומאפשרת פתרונות רפואה זמינים ברחבי העולם למי שידם אינה משגת – בעיקר בעולם השלישי.

"זה יכול לשמש להדפסת מודלים לכלי עבודה, למשל רופא עיניים שייצר לעצמו זכוכית מגדלת מיוחדת לבחון מחלות עיניים, שלרוב עולה הרבה מאוד כסף, ובכך יכל להציע בדיקות שעלותן יקרה בדרך כלל לקהל הרחב", סיפר צבר.

שימושים נוספים מאפשרים להשתמש ברפואה המותאמת אישית בכדי להעניק טיפול טוב ונוח יותר לחולים, מאחר ויש הבדלים אנטומים קלים בין אנשים. "אפשר לייצר גבס מותאם בדיוק לחולה, לבנות מבנה מורכב יותר ובקלות ולהגיע לרמת דיוק גבוהה של המבנה", אמר צבר, והוסיף כי לא צריך לטרטר למשל חולים מוגבלים לערוך להם מדידות למשל.

כמו כן נעשה שימוש במדפסת תלת ממד להנגשת כלים או עזרים לבעלי מוגבלויות, בהן זרועות תותבות לאנשים שנקודת החיבור של הגדם ישנו שריר שיכול לזוז. מדובר בתוצר של חברת enable אשר השתמשו בו גם רופאים ישראלים להשתלה בקרב ילדים סורים שנפצעו במלחמת האזרחים. אם מדובר בתוצרים שעלותם הרגילה היא בעשרות אלפי שקלים, מדובר כאן בהוצאה של כמאה/מאתיים שקלים על חומרי הגלם והתהליך.

מה לגבי השתלת איברים בגוף? זהו תחום שנמצא תחת מחקר, תוך שימוש בתאי דם אמיתיים כחומר ההזרקה להדפסה וניתן לבחון כיצד הם גדלים ומתפתחים. בין היתר הודפסו אוזן וריאה במעבדה, אך הדרך עוד ארוכה להשתלת איברים שהודפסו בתלת ממד. מה שכן, נעשה שימוש בהדפסת תלת ממד, בין היתר, ליצירת שתלים דנטליים מותאמים אישית.