מפרקים (ראומטולוגיה)
מנהלי קהילה
מובילי קהילה
האם מדפסת תלת ממדית תוכל לתקן בעתיד שברים בעצמות?
חוקרים הציגו רקמות המכילות חלבונים שיוצרו במדפסת תלת ממד, והצליחו בתנאי מעבדה להאיץ שיקום שברים בעצם
עם הזדקנות האוכלוסייה הופכים שברים בעצמות לגורם סיכון מוביל לנכות תפקודית. שברי צוואר הירך, שנחשבים לשכיחים ביותר, מתרחשים ב-95% מהמקרים כתוצאה מנפילות בקרב קשישים. בנוסף, מחלות שונות הקשורות באובדן מסת עצם, לרבות אוסטיאופורוזיס ודלקות מפרקים אוטואימוניות לסוגיהן, מעלות את הסיכון לשברים בעצמות. אך לצד הטיפולים התרופתיים הקיימים לחיזוק ובניית עצמות בקרב אלו שפיתחו שברים, חוקרים הציעו לאחרונה מודל חדש להתמודדות עם שברים בעצמות – תיקון באמצעות רקמה שמיוצרת במדפסת תלת ממד.
החוקרים מאוניברסיטת נוטינגהאם בבריטניה, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטאות קורנל ופיטסבורג בארה"ב ומספר מרכזים רפואיים באירלנד, הצליחו לפתח טכנולוגיה להדפסה ביולוגית תלת ממדית שמאפשרת לייצר חומר המסוגל לעודד איחוי עצמות שבורות.
החומר שיוצר באמצעות המדפסת בנוי משכבת דבק עבה שבתוכה הוחדרו חלבונים מסוג ליזוזים, המהווים אנזימים שבפעילותם הרגילה בגוף ממיסים חיידקים על ידי פירוק דופן התא שלהם. החוקרים הדגימו כיצד החלבונים מופרשים מהשכבה הדבקית לסביבה, ויש באפשרותם להאיץ בנייה של רקמת עצם בקרב אנשים הסובלים משברים.
הדפסה ב-37 מעלות
החוקרים מציגים כיצד הרקמה שיצרו הצליחה להשפיע על שיקום שברים ברקמות עצם בתנאי מעבדה בתהליך שנמשך 15 ימים, כשפעילות גבוהה של החלבונים שהופרשו לעצם תועדה במשך תשעה ימים ברציפות.
בתמונה: הרקמה שנוצרה על ידי החוקרים. מתוך: Swankins et als. Biofabrication: 7 (3). 2015; IOP Publishing Ltd
המפתח להצלחת התהליך, לפי החוקרים, הוא בהקפדה על טמפרטורה מדויקת בתהליך יצירת הרקמה. בשנים האחרונות ניסו מספר צוותי מחקר לבצע את התהליך בטמפרטורות גבוהות, בין השאר באמצעות חימום בקרני אור אולטרה סגולות כדי לשמר את הרקמות הביולוגיות בתהליך, לרבות תאים וחלבונים למיניהם, מה שהקשה על ביצוע התהליך. במחקר הנוכחי מדווחים החוקרים כי הצליחו לייצר את הרקמה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס בלבד, באופן שמקל על ביצוע תהליך ה"הדפסה".
לטענת החוקרים, הרקמה שנוצרה על ידי החוקרים מכילה חלבונים שיש באפשרותם להשפיע על תהליכים ביולוגיים שמתרחשים בעצמות אנושיות.
הדיווח אודות התגלית שנעשה בגיליון יולי 2015 של כתב העת המדעי Biofabrication, לווה בהערכות כי זו עשויה להיות פריצת דרך בהתייחסות הרפואית לשברים.
הדפסת אוזניים וכליות
בשנים האחרונות עולה קרנה של המדפסת התלת ממדית, ולצד הסיכונים הגדולים שטמונים בחובה בהדפסה פשוטה של כלי נשק ומוצרי לחימה, גם עולם הרפואה מתחיל להתוודע לתועלות שהיא אוגרת. בין השאר, באפריל 2015 דיווחו חוקרים מהולנד כי הצליחו לייצר באמצעות מדפסת תלת ממדית רקמות ביולוגיות של אף ואוזן, שבעתיד יוכלו לשמש לניתוחים פלסטיים עתידניים לשיקום פגיעות טראומטיות ואולי אף למטרות אסתטיות וקוסמטיות. במקביל הציגו באותו חודש גם חוקרים מאוניברסיטאות ג'ונס הופקינס ופרינסטון בארה"ב מודל של אוזן ביולוגית שיוצרה במדפסת תלת ממד. כמו כן תועדו מקרים בשנים האחרונות של רקמות ביולוגיות שנוצרו במדפסת תלת ממדית שסייעו בניתוחים לשיקום פניהם של נפגעי טראומה שונים.
לפי מאמר שפורסם השנה בכתב העת Nature, יש שמבקשים גם להפוך את המדפסת התלת ממדית כפתרון להדפסת איברים פנימיים, למשל הדפסת כליות וכבד, פתרון שיוכל להחליף בעתיד את הצורך בהשתלת איברים.
שברים בעצמות מהווים את אחת הפציעות הטראומטיות השכיחות, וכן סיבוך של מחלות שונות הפוגעות בעצמות, לרבות אוסטיאופורוזיס ודלקות מפרקים. לפי הערכות של ארגון הבריאות העולמי שהוצגו במאמר מנובמבר 2000 בכתב העת Bone, הסיכון לשבר בצוואר הירך בגיל חמישים גבוה פי 6.1 בקרב נשים עם אוסטיאופורוזיס ופי 6.1 בקרב גברים שאובחנו במחלה.
כמו כן, לפי מחקר מפינלנד שפורסם בשנת 2001 בכתב העת Annals of Rheumatic Diseases, הסיכון לשבר בצוואר הירך בקרב חולים בדלקת מפרקים שגרונתית גבוה פי 3.26 בהשוואה לשאר האוכלוסייה.