עצם שהודפסה במדפסת תלת ממד, הושתלה בכף רגלו של ילד בן 10 שסבל מסרטן בדרגת ממאירות גבוהה בכף הרגל. המנתחים הסירו בניתוח את החלק הנגוע של העצם והחליפו אותו בשתל המודפס. ניתוח זה, הצעיד את האורתופדיה האונקולוגית, תרתי משמע, עוד צעד אחד קדימה, לאחר שהרופאים עיצבו שתל מותאם אישית המבוסס על אנטומיית הגוף של הילד, ובכך חיקו את המבנה של עצם תוך שימוש בטכנולוגיית התלת ממד.
"הניתוח עבר בהצלחה בעיקר בשל התאמה מושלמת של המשתל שהותאם ותוכנן אישית למטופל. מדובר בניתוחים פורצי דרך שכל תהליך האבחון, התכנון והייצור כחול לבן, ורובו מנוהל ע"י מעבדת התלת ממד באיכילוב" בשיתוף חברת Synergy3Dmed, מסביר ד"ר שלמה דדיה, מומחה באורתופדיה, סגן בכיר למנהל המחלקה לאורתופדיה אונקולוגית ומנהל החדשנות הכירורגית בבית החולים איכילוב..
ביחידת החדשנות הכירורגית, לא שוקטים ומתרחבים לערוצים נוספים, המתבססים על טכנולוגית התלת ממד, לא רק לטובת מקרים אורתופדיים.
"באיכילוב מתקיימים פרויקטים בשלבים שונים, כשהמטרה היא לקדם את הטכנולוגיות שנושקות לתלת ממד. אבל יש גם טכנולוגיות שאינן קשורות לתלת ממד, וכל פרויקט שהוא טכנולוגי-כירורגי, נועד לשפר ולדייק ביצועים כירורגיים ולהגיע לתוצאות כירורגיות מצוינות, ואנחנו בהחלט שם. המטרה היא לפתח טכנולוגיות רוחביות לטובת כל הדיסציפלינות הרפואיות הכירורגיות", מדגיש ד"ר דדיה.
- מה ייחודה של טכנולוגית התלת ממד באורתופדיה?
"ניקח למשל את תחום האורתופדיה האונקולוגית. בתחום זה יש לצערי מקרים רבים של תחלואה בגילים צעירים, בעיקר בעשור השני וגם השלישי של החיים, ולפעמים אפילו ילדים בגיל 3. מעבר לנושא האונקולוגי אנחנו מתמודדים עם שלד בגדילה, לכן צריך לתת מענה גם לנושא האונקולוגי וגם לנושא השחזורי – אורתופדי, והכל תחת המטרייה של אורתופדיה אונקולוגית שמשמרת גפה. החדשנות הכירורגית מתערבת בכל שלב, מהרגע שאנחנו מאבחנים את הבעיה. בשלב האבחוני של הילד אנחנו עושים הרבה הדמיות: CT, MRI, PET-CT, ומיפויים, כל אלה בתוכנות התלת ממד המאפשרות להתכנס לכדי עיבוד של מודל תלת ממדי מורכב שבו ניתן לראות במחשב באופן ויזואלי, תלת ממדי דיגיטלי מדויק, מה צריך לנתח. בזכות הטכנולוגיה הזו, הרופאים מגדירים את הגידול, את העצם שבה נמצא הגידול, את האיברים הסמוכים שמעורבים ונושקים לגידול, בעצם את כל האיברים שנגזרים מתוך ה-CT וההדמיות. מתקבלת תמונה תלת ממדית דיגיטלית שבה ניתן לראות מודל באופן דינמי, לסובב אותו וללמוד אותו. הרופאים יכולים להוסיף במודל התלת ממדי, כל איבר שנמצא סמוך לאיבר שעתיד להיות מנותח. אם הגידול נמצא באגן, אז אפשר למשוך מתוך הסיטי את שלפוחית השתן, את השופכנים, את כלי הדם הגדולים, את העצבים, כל אלה מתקבלים יחד במודל התלת ממדי. בסופו של דבר התוצאה היא מודל מורכב שבו הרופא רואה היכן הגידול נמצא ומה האנטומיה הסמוכה, שיש לקחת בחשבון בניתוח. המודל הזה נמצא עכשיו במחשב של המנתח והוא יכול כבר להדפיס אותו ולקבל מודל ממשי, צבעוני, מודולרי, מתפרק שממש עומד על השולחן. בשלב הזה אנחנו לוקחים את הקבצים של המודל הדיגיטלי מעבירים לתוכנות עיבוד מיוחדות ועל גביו בעזרת מעצבים ומהנדסים מדיקלים, אנחנו מבצעים תכנון כירורגי".
- וכיצד כל זה היה מתנהל טרום טכנולוגית התלת ממד?
"לפני עידן התלת ממד, הרופא היה רואה CT בחתכים וטוען לעצמו את התמונה התלת ממדית ועם 'הויז'ן' הזה שיש לו בראש היה הולך לניתוח. המנתח יודע שיש גוש גדול שתופס חלקים מעצמות האגן, ובגלל שאין לו הדמיה טובה שניתן להיעזר בה תוך כדי ניתוח, הטקטיקה שלו היא 'ללכת רחב', כלומר לכרות רחב כדי לא להשאיר אפילו תא סרטני אחד בגוף. הכריתה הרחבה מביאה לנזק גרמי של עצם האגן למשל, ויכולה להשאיר ילד ללא חצי אגן. במצב כזה, לעצם הגפה מתחת לאגן, אין על מה להישען, וכך נוצרים עיוותים ונכויות, שמקשים מאד על השיקום. לכן במקרים רבים הרופאים מעדיפים לקטוע את כל הרגל".
- והקטיעות נחסכות עכשיו?
"נכון, העידן הקודם של האורתופדיה האונקולוגית כלל הרבה קטיעות, אבל היום אנחנו מתקדמים תחת הכותרת של 'שימור גפה', נלחמים על הוצאת הגידול, שחזור ושימור מה שנותר כדי לשמור את הגפיים האלה. אז הטכנולוגיה הזו של התלת ממד היא משהו שהוא אבולוציה של המשך המלחמה למציאת פתרונות לשימור גפה".
- אז טכנולוגיית התלת ממד מסתכמת בהכנת המנתח באופן מדויק ומיטבי לניתוח?
"הדפסת תלת ממד עוזרת לרופא לתכנן בצורה מדויקת יותר את הניתוח, לראות טוב יותר את גבולות הגידול. אבל למה לעצור כאן? בזכות התלת ממד אפשר להתקרב, לקחת סיכונים יותר מחושבים ואחרי שנמצאו גבולות הכריתה, אפשר גם לייצר כלים לניתוח, לעצב אותם ולהדפיס אותם. הכלים האלה ינחו את הכירורג בלהעביר מסור בדיוק היכן שתכנן. אז יש לו לא רק ויזואליזציה טובה יותר בתכנון ובלמידה לקראת, אלא גם כלים שהם מודפסים מחומרים שעברו אישורים והם יכולים לשהות בגוף האדם לשעה- שעתיים. הכלים מותאמים בדיוק לשדה הניתוחי שאותו בדקנו ותכננו. בעצם, הכירורג והמהנדס שתכננו יחד את הניתוח, ייצרו גם כלים מיועדים לניתוח המסוים, והם מנחים אותו לעשות פעולה של כריתת גידול בהיקפו, באופן מדויק. הדבר חוסך לא קטיעות מיותרות אלא מאפשר לשמר למשל ת המפרק ותפקודו. ואם יש לי כבר את החיתוך המדויק, אז אני יכול להמשיך ולתכנן גם את השחזור".
- אפשר גם להדפיס איברים לשחזור?
"בהחלט. הרי קיימת האפשרות שכלי החיתוך יעזרו לי גם לחתוך בצורה מדויקת שתל עצם. אמנם אני מחזיר עצם שבאה מבנק עצם, אבל היא נחתכה על ידי אותם כלים שהדפסתי בתלת ממד עבור אותו שתל. כך שהתלת ממד עוזר גם בשחזור של אותו שתל-עצם. והשלב הבא בו אנחנו מצויים כבר שנתיים הוא יצירת משתלים שאותם אנחנו מדפיסים. אנחנו מתכננים את השתל (סבכה/פיגום נראים בדיוק כמו מגדל אייפל), בצורה של חסר העצם והוא מותאם ישירות לאותו חסר, אחד לאחד, ולא משנה מה צורתו. אנחנו יודעים להדפיס פיגומים עם הרבה חללים מאווררים, הם שומרים על חוזק אבל מאפשרים להכניס פנימה חומרים שהם מעודדי בניית עצם. המטרה היא שהשתל יחיה לעד באותו גוף, לכן אנחנו מעודדים בנייה מסביב. כך שאם נכניס רק חתיכת ברזל טיפש, הוא יישאר סתם ברזל טיפש שבסוף יתרופף, יתמוסס, יזדהם ויגרום לסיבוכים. אנחנו שואפים למנוע את הסיבוכים ולייצר הישרדות ארוכה לאותו משתל, שהעצם תגדל פנימה לתוך השתל שהדפסנו". שתלים אלו מיוצרים בטכנולוגית הדפסה במתכת ייחודית, של חברת "שרון-טוביה".
- והשתל ייטמע בגוף?
"חד משמעית! אנחנו מכניסים שתל עצם עם תאי עצם של אותו אדם הכוללים את כל חומרי הבנייה. בימים אלה מתקיים מחקר בבית הספר לרפואת שיניים, בהובלת ד"ר ליהי אדלר, חוקרת בניית עצם וחומרים חדשים שיעודדו בניית עצם. המחקר עוסק בפיתוח חומרים שמהם מדפיסים ממש עצם ביולוגית במעבדה. אז יש את התאים עצמם ויש את התווך שהתאים צריכים להיות בו. מחברים את התאים הביולוגים עם החומר המהווה את העצם, ומעצבים הכל לתפיסה אחת שלמה, שיכולה לעבור דרך מדפסת נוצרת עצם במעבדה וזה העתיד. במקום לקחת סתם שתל עצם מהחולה ולתחום אותו פנימה, נקבל את העצם הזו מהמעבדה וניצור שתל היברידי שיש בו גם ברזל, וגם ביולוגיה עבור יצור העצם. זה הדבר הבא".
- תוך כמה זמן?
"תוך 3-4 שנים, ובעוד כעשור, נוכל לבצע הזמנה במעבדה של צורת עצם עם תאי גזע של חולה מסוים. אנחנו נמצאים בעיצומו של מחקר, יש כבר הרבה הצלחה גם באקדמיה וגם בחברות מסחריות לשם אנחנו שואפים עם המחקר האקדמי עם אוניברסיטת תל אביב. נכון לעכשיו אנחנו עושים זאת בשלב מעבדתי כדי לבדוק את ההיצמדות של התאים לדיגום למשתל המתכת, והשלב הבא יהיה ממש ניסוי בחיות".
השלמת חסרים בהדפסת תלת ממד יכולה לשמש גם בניתוחים אחרים?
"חד משמעית. כמעט בכל מקום שיש בו חוסר בעצם אנחנו נותנים שירותים של משתלים מותאמים לאנשים שאחרי ניתוחי ראש, ניתוחים נוירו כירורגים בהם הוצא חלק מהגולגולת, החלפת חוליות ומפרקים ועוד תחומי כירורגיה. לנוכח זאת, עומד להיחתם שיתוף פעולה עם חברה גרמנית שמפתחת פיגומים מתכלים בהדפסת תלת ממד. אם הפיגומים האלה מספיק מוצלחים והתוספות שאנחנו יוצרים על הפיגומים, יתנו תוצאה טובה של בניית עצם, לא נזדקק לברזל והשלב הבא יהיה משתלים ללא טיטניום. זו השאיפה לייצר משתלים מחומרים מורכבים, חומרים מתחדשים, שהם ביולוגיה עתידנית יותר".

- האם טכנולוגיית התלת ממד נמצאת גם בבתי חולים אחרים בארץ?
"באופן שאנחנו מפתחים ומשתמשים בה, היא לא נמצאת בבתי חולים אחרים בארץ. כאן באיכילוב, אנחנו מפתחים את התחום כבר כ-4 שנים, כמעבדה ייעודית לנושא. תחום התלת מימד מתפתח גם בשאר בתי החולים בארץ אך זה נעשה באופן נקודתי ע"י רופאים שמכירים את הטכנולוגיה אשר מנסים לקדמה. יש פה ושם שימושים בודדים על ידי רופאים שמכירים את הטכנולוגיה. אבל בנוסף, בחטיבה האורתופדית באיכילוב, פועל מרכז ארצי לאורתופדיה אונקולוגית, ולכן המעבדה שלנו מעניקה שירותים לכל המטופלים בארץ וגם לבתי חולים אחרים, המבקשים את שירותי המעבדה בתחום התלת ממד".

ביניים: רבודה ומדומה
שיפור המוכנות של הרופאים לקראת ניתוח ודיוק הביצועים שלהם, מתבצע גם באמצעות מציאות מדומה ומציאות רבודה.
"המציאות המדומה משתמשת בתוכנות במשקפיים אטומים אותם מרכיב הרופא והן מכניסות אותו לעולם אחר לחלוטין, בו הוא יכול לטעון פנימה את כל ההדמיות, המודל התלת ממדי והתכנון הכירורגי. הכירורג רואה זה את המודל באוויר הוא יכול להקטין, להגדיל לחתוך אותו בכל מישור, ולשחק עם התוכנית הכירורגית. אם מדובר במצנתר מוח למשל, הוא רואה את כל ההסתעפויות של כלי הדם במוח יחד עם האנטומיה של הגולגולת ובעצם, יכול לעשות את כל המסלול שהצנתר שלו יעשה במציאות. כשלב ביניים עד שיתרגל לטכנולוגיה הווירטואלית, יודפס המודל בתלת ממד. מציאות רבודה נעזרת במשקפיים שקופים, אבל הוא שקוף ומאפשר ללמוד המאפשרים לראות את המציאות ועליה להטעין את כל הרבדים הווירטואליים. את המשקף הזה ניתן לקחת כבר לחדר הניתוח, להטעין בו במשקף את כל תוכנית הניתוח ולראות תמונה דומה לזו שיש לטייסים בקסדה. התוכנה במשקף רואה את המציאות בשדה הניתוח ויודעת להחזיר לי נתונים אמיתיים על מה שוקה עם המנותח משדה הניתוח. בימים אלה המשקף נמצא בפיתוח של חברת מייקרוסופט כשהרעיון הוא שהתוכנית הווירטואלית תרחף באוויר על המציאות עצמה. האתגר הוא לפצח את הדיוק בחיבור בין התמונות למציאות".
הכתבה פורסמה בעיתון הארץ. בחודש 07/2020