כיוון חדש - המגזין לאזרח הותיק רעננה אפריל 2021 - גיליון 286

הדפסת איברים אנושיים בתלת-ממד

מדפסות התלת-ממד הולכות ומשתכללות וגם מגוון החומרים המשמשים להדפסה כזו גדל. ניתן להדפיס כיום אובייקטים מגומי, ממתכת, מפלסטיק, מבטון, ממזון ועוד. כך ניתן להפיק במהירות ובזול מוצרים כמו תכשיטים, ספלי קפה, כלי בית, פסלים, גפיים תותבות, דברי מאכל, חלקי חילוף לרכב ושלל מוצרים אחרים. עם התפתחות הטכנולוגיה של ההדפסה התלת ממדית, החזון של הדפסת רקמות אנושיות ואיברים הולך וקורם עור וגידים, לאמופרךלהניחשבכלביתחוליםתהיהמדפסת תרתי משמע. , ולארקבכלביתחוליםאלאבכל ביולוגיתשלאיבריםאנושיים מחלקה כירורגית. המדפסת הביולוגית משתמשת בדיו ביולוגי, המדמה את הרקמה הבין תאית ובתאים חיים, לרבות תאי גזע (תאים שיודעים להתמיין לאיברים השונים) בתוך תמיסת ג’ל השומרת עליהם. המדפסת מסוגלת להזריק את התאים בדיוק מרבי למקום שלהם וכך, לאחר שמניחים מספיק תאים זה לצד זה, וזה מעל זה, הם מתחילים להתחבר וליצור את הרקמה הרצויה. בניסויים שונים על בעלי חיים כבר הצליחו להשתיל עצמות שהודפסו והן נקלטו בהצלחה בגוף החיה. החלה באופן ניסיוני גם הדפסת איברים כמו כליות, כבד ולב. בנוסף, הדפיסו סחוס, מסתמי לב, שתלי שיניים, שחזור אוזן ועוד. תהליך ההדפסה מתחלק לשלושה שלבים: טרום הדפסה, ההדפסה עצמה ופוסט הדפסה. שלב טרום ההדפסה מורכב מסריקות בשלושה ממדים של האיבר שמעוניינים להדפיסו . בשלב הבא מדפיסים MRI- ו CT במכשירים רפואיים כמו את החומרים לפי המודל התלת-ממדי שכבה אחר שכבה. זה תהליך דומה להדפסה במדפסת דיו ביתית, אבל במקום מחסניות של צבע אדום, צהוב וכחול, יש מחסנית לתאים, מחסנית לחלבונים ומחסנית לדיו ביולוגית. שלב הפוסט כולל "התבגרות" של הרקמה או האיבר המיועדים להשתלה. בשלב הזה מגדלים את המבנה באינקובטורים ייעודיים המספקים סביבה טובה לגידול התאים. בהדפסה הביולוגית טמונים שני יתרונות אדירים: א) אין צורך בהמתנה ארוכה לאיבר מתורם, ובכך נפתרת בעיית מחסור האיברים להשתלה. צריך לציין שגם כאשר נמצא תורם מתאים, גודל האיבר המושתל לא תמיד מתאים למקבל, דבר שיגרום לו למוגבלויות בעתיד. איבר מודפס לעומת זאת מותאם באופן מרבי לגופו של המקבל לפי פרמטרים שונים. ב) הסיכוי לדחיית השתל קטן משמעותית מכיוון שהשתל נבנה מתאי המקבל. כיום, כאשר מתבצעת השתלה מתורם, המערכת החיסונית של המקבל עוברת החלשה במתכוון כדי למנוע דחייה. הדבר מעמיד את המקבל בסיכון גבוה לזיהומים ובעיות אחרות. כדילהביןמהתתרוםהדפסתאיבריםנסתכלעלהסטטיסטיקה אלף השתלות איברים 30־ בארה"ב. בכל שנה מתבצעות שם כ אלף בני אדם 900־ מצילות חיים, אולם בכל שנה מתים שם כ בהמתנה להשתלה כי לא נמצא להם תורם בזמן. בישראל יש מספר חברות העוסקות באספקטים שונים של הדפסת איברים בשיתוף פעולה עם חברות זרות. אחת מהן

רן תלמודי מאת: 

אל: מחלקת הדפסת איברים. מאת: דר. ישראלי / המחלקה הקרדיולוגית.

הזמנת לב הנדון:

אבקש להדפיס לב כמפורט. ותאי גזע של המטופל. DNA מצורפים קבצי

ההזמנה לעיל היא כמובן בדיונית, אבל היא ממחישה מה יכול לקרות כאשר תהליכי המחקר והפיתוח של הדפסת איברים אנושיים בתלת-ממד יבשילו. חברות טכנולוגיות ואלפי מדענים ברחבי העולם, כולל בישראל, עוסקים בנושא באינטנסיביות וכבר יש אבות טיפוס של מערכות היודעות להדפיס רקמות אנושיות. הדבר יכול לשנות בצורה משמעותית את עולם הרפואה. הסופר אריק פרנק ראסל תיאר בנובלה 1947- כבר ב ) עתיד שבו "שורות של The Hobbyist( " ה"הוביסט מכונות, כולן שונות, כולן מכינות דברים שונים, צמחים, חרקים, ציפורים ואף פטריות... אטום הוזן לאטום כמו לבנה אחר לבנה לבניית בית" (תרגום חופשי). החלה בעולם הדפסת איברים כשחוקרים 2012־ ב אמריקאים הצליחו להדפיס מסתם של אבי העורקים. במקביל הודיעה קבוצת חוקרים אחרת כי הצליחה להדפיס סחוס באמצעות מדפסת תלת-ממד. מאז בוצעו הדפסות איברים רבות, אבל של איברים פשוטים כמו עצם (עצמות לסת למשל). לפני כחצי שנה הצליחו מדענים באוניברסיטת תל-אביב בראשות פרופ' טל דביר להדפיס לב אנושי קטן, אבל ההערכה היא שיעבור לפחות עוד עשור לפני שניתן יהיה להשתיל לב כזה בבני אדם. מהי הדפסה בתלת-ממד? מדפסות תלת-ממד מסוגלות להדפיס חפצים, דגמים ומכשירים שונים. הן עובדות בצורה דומה למדפסות רגילות אבל פועלות במרחב בו יש שלושה ממדים ולא שניים, כמו במדפסות נייר. עיצוב והדפסת הדגמים התלת-ממדיים מתחיל בתוכנה גרפית ייעודית בעזרתה ניתן לעצב מוצרים. לאחר שהמודל מוכן במחשב הוא נשלח להדפסה במדפסת תלת-ממד. בהדפסת התלת-ממד עצמה משתתפים שני מרכיבים. הראשון הוא המדפסת, שעיקרה זרוע ניידת שמובילה את החומר "המודפס" לכל נקודה במרחב ויוצקתאותו בשכבות. השני הוא החומר המודפס עצמו, חומר שצריך להיות יציב מספיק כך שלא יאבד את הצורה שקיבל בתהליך ההדפסה. הדפסת החומר נעשית שכבה אחר שכבה, עד שמתקבל המוצר הסופי, התואם לדגם שתוכנן במחשב.

10

04/2021 - 286 רעננה