הדפסת תלת-מימד חוללה מהפכות בתחומים רבים. כעת, גם בעולם הרפואה נראה כי הטכנולוגיה צפויה לשנות חיים. מייצור איברים, דרך תכנון פרוצדורות מורכבות ועד לחידושים בתעשיית התרופות, החוקרת רותם סיסו מספרת על השימושים הקיימים להדפסות תלת-מימד ברפואה ועל היישומים העתידיים שעל הפרק.
הדפסת איברים: המפתח לרפואה רגנרטיבית?
בחזית היישומים הרפואיים של הדפסת תלת-מימד עומד הפוטנציאל לייצור איברים אנושיים שצפוי לסייע בפתרון אחת 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, ובעתיד מקווים החוקרים שיצליחו לשכלל את תערובת הרקמות הביולוגיות המרכיבות אותו ולגדל את הלב המודפס בסביבה מיוחדת שתאפשר לתאים הבוגרים לתקשר אלה עם אלה ולתפקד ביעילות ובסנכרון מרביים.
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.
מעבר להדפסת איברים פנימיים, הדפסת תלת-מימד כבר נמצאת בשימוש בייצור תותבות (ידיים או רגליים) עבור מטופלים רבים. הטכנולוגיה מאפשרת ייצור תותבות מותאמות אישית, המתאימות בצורה מושלמת לאנטומיה הייחודית של כל מטופל, ומשפרות את הנוחות והפונקציונליות שלהן. גם זמני הייצור שהתקצרו באופן משמעותי שיפרו את איכות חייהם של המטופלים שיכולים כעת לשוב לתפקוד מהר יותר.
תכנון ניתוחים ופעולות מורכבות
שימוש נוסף וחשוב להדפסת תלת-מימד ברפואה הוא תכנון ניתוחים ופעולות מורכבות על בסיס מודלים שמדמים באופן מדויק את האיבר המנותח. מודלים אלה מספקים מידע ותובנות על מבנים אנטומיים מורכבים ומסייעים למנתחים לתכנן מה תהיה הגישה הטובה והבטוחה ביותר לניתוח ולהתאמן כדי לשפר את ביצועיהם.
אחד הניתוחים המדהימים שתוכננו כך הוא ניתוח מורכב ונדיר להפרדת תאומות סיאמיות שהתקיים בביה”ח סורוקה. 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 השתיים. התאומות, שהיו מחוברות בראשיהן, נותחו בהצלחה על ידי צוות רב-תחומי בספטמבר 2021.
תרופות העתיד
הדפסה ביולוגית תלת מימדית משנה גם את האופן שבו תרופות מפותחות, נבדקות ומותאמות. באמצעות מודלים פונקציונליים ותלת מימדיים של רקמות אנושיות המחקות את איברי הגוף השונים, ניתן לבדוק תרופות ולנסות לחזות את התגובה לתרופות פוטנציאליות. בין היתר, 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 דומות ככל האפשר לרקמות של מטופלים ספציפיים על מנת לפתח תרופות מותאמות אישית למצבם.
אתגרים בצד הזדמנויות
כמו בכל טכנולוגיה חדשנית, גם להדפסות תלת-מימד אתגרים רבים. הבטחת הבטיחות והיעילות של רקמות מודפסות נדרשת, במיוחד כאשר על הפרק מחשבות על השתלת איברים מודפסים ושימוש ברקמות תלת-מימד למטרות פיתוח תרופות.
במבט קדימה, ככל שמאמצי המחקר והפיתוח ימשיכו לשגשג, עוד ועוד יישומים פוטנציאליים של הדפסות תלת מימד יתווספו וייצרו הזדמנויות לטיפולים מצילי חיים ומותאמים אישית למטופלים רבים.