השראה ביונית

השראה ביונית

הטכנולוגיה הרפואית המתקדמת מציעה כיום פתרונות וטיפולים לבעיות שבעבר היו בבחינת גזר דין מוות. היום מתכננים ומעצבים לא רק מכוניות, טלפונים ובגדים, אלא גם חלקי חילוף לגוף האדם. חשמל זורם באוויר

מאת: אורי זוננשיין והדר שפירא
MedTech בריאות ורפואה טכנולוגיה והייטק

המונח ביוניקה: חיבור בין אדם למכונה, נטבע בשנת 1958 על ידי רופא בשם Jack E. Steele. מאז החלו בני אנוש להשתמש בכלים לצורך התמודדות עם סביבתם, הם עוסקים בשילוב יכולות ותכונות הגוף, עם טכנולוגיה תומכת, במטרה לשפר תפקודים שונים בחיי היומיום.

מאז, תהליך פיתוח הטכנולוגיות המשולבות עם גוף האדם ממשיך לדהור קדימה. פילוסופים מדברים על תנועה של האנושיות לעבר טרנסהומניזם (Transhumanism) – כלומר, יכולת האדם לשפר את תפקודי גופו בעזרת טכנולוגיה, מעבר ליכולות הביולוגיות הטבעיות, עד שיהפוך למעין "מין חדש".

מחברים את הגוף

לעת עתה משמשת הטכנולוגיה בעיקר לתמיכה ומרפא לאנשים שנפגעו או חלו ותפקוד גופם נפגע.
תהליך זה החל בחיבור הגוף אל אמצעים טכנולוגיים חיצוניים, כאשר במשך השנים מתקיים ייעול ומזעור שלהם, חיבור האביזרים אל הגוף, ובהמשך – השתלת רכיבי הטכנולוגיה אל תוך הגוף פנימה. אלו רכיבים המאפשרים ניטור, טיפול בכאבים, הפעלה שיפור או החלפה של התהליכים הטבעיים בגוף. למוצרים אלה השפעה דרמטית על חיינו; הם משפרים את הבריאות ומסייעים בשמירה עליה, הם מאפשרים עצמאות, ניידות וחסכון עצום בזמן ובמאמץ הכרוכים בהגעה לבתי חולים ומרפאות, ומאפשרים איסוף מידע רצוף לגבי מצבו של המשתמש – דבר המקל על האבחון ומשפר את יכולת הטיפול השוטפת והמיידית.

אנשי רפואה, מהנדסים ומעצבים עוסקים בשילוב הגוף הביולוגי האורגני עם טכנולוגיה מעשה ידי אדם. תפקידו של מעצב העוסק בפיתוח מוצרים כאלה הינו להטמיע את הטכנולוגיה והשימוש בה בחיי היומיום, באופן שיאפשר למשתמש ליהנות מיתרונות אלה מבלי לפגוע בשגרת חייו.

לאורך השנים, שתלים עברו פיתוח טכנולוגי מדהימים. כבר ב-1937 פיתח ולדימיר דמיקוב לב מלאכותי והשתיל אותו בגופו של כלב. כיום קיימים קוצבי לב המושתלים באדם, לבבות מלאכותיים, שתלים שתפקידם לתקן שמיעה, שתלים שנועדו לתקן פגמים מוחיים, שתל של "עין מלאכותית" המאפשרת ראייה חלקית ואלקטרודות המפעילות שרירים.

שתלים הנדסיים אלה תלויים באספקת אנרגיה. עד לאחרונה ניתן היה לספק כוח באמצעות סוללה מושתלת, שדרשה ניתוח תקופתי להחלפתה, או באמצעות כבל מתח החודר לתוך הגוף דרך העור. שני הפתרונות כרוכים בסכנת זיהום, קל עד קטלני, שעלול לבטל את התועלת שבשתל. אחת האלטרנטיבות המבטיחות פתרון היא העברת זרם חשמלי באמצעות השראה חשמלית (Electromagnetic Induction). כאשר סליל מוליך מוקף בסליל אחר שבו זורם זרם, נוצר זרם גם בסליל הפנימי, ללא מגע ביניהם. טכנולוגיה זו, המשמשת כיום גם לטעינה של טלפונים חכמים, מאפשרת הטענה בלתי פולשנית של מוצרים שמושתלים בגוף.

דוגמה למוצר כזה היא השתל של חברת לויטיקוס-קרדיו, Leviticus-Cardio, המתבסס על טכנולוגיה בשם Coplanar-Energy-Transfer (CET) שפיתחה החברה. השתל הינו סליל שממוקם סביב הריאה, מקבל את אספקת החשמל שלו מסליל חיצוני הנלבש על הגוף ומטעין סוללה אשר מפעילה מערכות Ventricular-Assist-Devices (DAV) – מערכות המסייעות לפעילות תקינה של לב חולה, פגום, או לאחר התקף לב קשה, על ידי שימוש במשאבה פנימית להגברת הלחץ באחד מחדרי הלב שלא מתפקד היטב. ה–VAD יכול להיות מושתל לתקופה מוגבלת עד להבראת הלב, או במקרים קשים עד לסוף חייו של החולה, ובאמצעותו ניתן להציל חיים או להאריך אותם. כיום מערכות כאלה כוללות חיבור חוטי קבוע לספק כוח חיצוני לגוף.

שתל טבעתי המספק חשמל למשאבה מושתלת בגוף (צילום: Miku design-studio)

השראה חשמלית

השתל של לויטיקוס, לעומת זאת, מעביר בהשראה חשמלית אלחוטית ל–VAD הספק של עד 30 וואט, ומחליף את הצורך בכבל החודר לגוף ובכך מונע סיבוכים הכרוכים בו. בזכות ההטענה החיצונית, יכול הפציינט להשתחרר לכמה שעות ביום מכל מכשיר חיצוני – מה שמאפשר לו לתפקד כאחד האדם.

האתגרים העומדים בפני מעצבים ומתכננים של שתל כזה הם מורכבים. השתלת מוצר בתוך הגוף מחייבת מגבלות חמורות על סוגי החומרים בהם ניתן להשתמש – עליהם לעמוד בתקנים מחמירים מבחינת התאמה ביולוגית לגוף, והם מפוקחים בקפדנות על ידי גופים רגולטוריים, שהאישור שלהם מהווה תנאי לקיומו של המוצר. קיימות גם מגבלות על גודל וצורת השתל, מאחר שהחלל בתוך הגוף מוגבל ואינו מותאם לקבלת שתלים זרים בתוכו. לכן יש צורך להקטין את המידות הפיזיות למינימום האפשרי.

מבחוץ, נלבש החלק החיצוני על הגוף, והוא חייב להיות נוח, יציב ואינטואיטיבי לשימוש. אם הפציינט לא יצליח להתמודד בקלות עם הלבישה או ההסרה ואם יחוש אי נוחות או יאבד את סבלנותו, צפוי שיפסיק להשתמש במוצר. במקרה כזה, ירדו לטמיון כל המשאבים שהושקעו בפיתוח, והפציינט לא ייהנה מהשיפור במצב בריאותו וברווחה האישית הנלווית לכך.

במקביל למורכבות האתגרים בהקשר של הפציינט, חשוב לא פחות להתייחס לפרוצדורה הרפואית של ההשתלה ולנוחות הרופא בביצועה. על השתל להיות נוח וקל להשתלה, כדי להבטיח את הצלחת ההשתלה ואת תפקודו המיטבי של השתל בתוך הגוף.

הטכנולוגיה הרפואית המתקדמת מטפלת בבעיות שבעבר היו בבחינת גזר דין מוות, אך כיום הן ברות טיפול. היום אנחנו מתכננים ומעצבים לא רק מכוניות, טלפונים ובגדים, אלא גם חלקי חילוף לגוף האדם. זהו אתגר אדיר, וכשהוא מניב הצלחה, הסיפוק גדול.


הכותבים הם מעצבים תעשייתיים אשר נמנים עם צוות סטודיו "יונתן בר-אור, עיצוב תעשייתי בע"מ, העוסק בעיצוב, פיתוח וייצור של מוצרים רפואיים וארגונומיים הבאים במגע עם גוף האדם. המוצרים שפיתח הסטודיו זכו להכרה בתערוכות ולפרסומים בארץ ובעולם.

תגובות