מודל ראש שהדפיסה סטרטסיס / צילום: באדיבות בילינסון וחברת סטרטסיס
בשנים האחרונות, אולי נתקלתם בסרטונים של צעיר אמריקאי בשם טרייס וילסון, קטוע יד שלמד להדפיס במדפסות תלת ממד פרוטזות מסוגים שונים. לדוגמה, הוא ייצר לעצמו יד בצורת צבת צהובה, ממש כמו יד של בובת לגו. הוא לא מסתפק בהדפסת פרוטזות שימושיות, כמו יד הלגו שעבורה הדפיס ספל לגו תואם, כך שיד הצבת באמת תוכל להרים אותו ולהשתמש בו.
● ראיון | טייס הקרב שהקים חברת מציאות מדומה וגייס אותה לטיפול בנפגעי המלחמה
● WSJ | הפרופסור שהפך לאחד היועצים המובילים בתחום הלוהט בעולם, בחינם
וילסון נהנה בעיקר להדפיס זרועות המדמות את אלה של גיבורי העל המצוירים - זרועות פטיש, זרועות חרב או זרועות קרן לייזר, כך שכאשר ילדים נתקלים בו ברחוב, במקום להסיט את המבט או להיבהל, הם מתלהבים.
הדפסות תלת ממד מותאמות אישית הפכו לאחד התחומים הצומחים ברפואה, וישראל היא מהמובילות בתחום. במלחמת חרבות ברזל, שלמרבה הצער הובילה לריבוי קטיעות אצל אנשים צעירים, השימוש במדפסות תלת ממד זינק אף יותר.
להערכתו של עידו ביתן - דירקטור מוצר במחלקה המדיקלית בחברת סטרטסיס, אחת ממובילות השוק של הדפסות תלת ממד ברמה הבינלאומית, השימוש בהדפסות תלת ממד רפואיות בישראל עלה מאז תחילת המלחמה לפחות פי שניים.
ביתן מציין כי לא רק מרכזי ההדפסות בבתי החולים מעורבים בשינוי, אלא גם חברות שנמצאות בין חברת ההדפסה לבין בית החולים, ומספקות שירותי תכנון, עיצוב ותמיכה, כמו למשל חברת סינרג'.
מהירות התגובה והדיוק השתנו ללא היכר
יקיר אלקסלסי, מנכ"ל חברת יזמקו תלת ממד, המייבאת ומשווקת מדפסות תלת ממד ועורכת הכשרות לרופאים ומהנדסים המשתמשים בהן, מעיד גם הוא ש"קצב ההתפתחות של התחום הזה הוא מהיר, ובכל חודש קורים בו דברים שלא קרו לפני חודש.
"בתקופת המלחמה, ראינו שימוש בתלת ממד להשלמות של לסתות שרוסקו והשלמת חלקי ברכיים. פרוטזות הרגליים עצמן הן בדרך כלל ממתכת, כדי שיהיו עמידות, אבל הדפסות תלת ממד מאפשרות לייצר בצורה מדויקת מאוד את החלק שמחבר בין הפרוטזה לבין הגוף. כל חוסר התאמה בממשק הזה יכול להוביל לכאבים או אפילו לצורך בעוד ניתוח".
ד"ר ודים בנקוביץ, מנהל המערך האורתופדי בבית החולים סורוקה, מחדד את החשיבות של הפעילות הזאת: "ככל שהקטיעות קשות יותר או מרובות יותר, כך איכות הפרוטזות צריכה להיות טובה יותר, כי המטופל לא יכול להסתמך על הגפיים האחרות. אנחנו מקבלים הרבה פצועים שהצליחו להציל בשדה הקרב אבל המחיר לצערי הוא קטיעה, או קטיעות.
"אנחנו מדפיסים מפרקים כבר מסוף שנות ה-90 של המאה הקודמת, אבל האיכות ומהירות התגובה שלנו השתנו ללא היכר, אנחנו יכולים להדפיס היום מפרק מדויק לאיבר של מטופל מסוים, בתוך כמה שעות".
שוק הדפסות התלת-ממד איפשר לעולם המכשור הרפואי לעקוף את עולם הפארמה בתחום הרפואה המותאמת אישית. בעוד שבעולם התרופות מנסים כבר שנים להבין איך אפשר להתאים אישית את פרוטוקול הטיפול, וההתקדמות בתחום הזה אטית מאוד, בבתי החולים כבר מייצרים לעתים בזמן אמת פתרון אחד ויחיד מסוגו עבור פצוע מסוים.
העולם הזה הוליד גם מקצוע חדש יחסית בבתי החולים - מהנדס הדפסות תלת ממד, שמייצר בזמן אמת שתלים וגם מכשירים רפואיים המתאימים למשימה ספציפית, תוך הפגנת יצירתיות שלא תמיד מיחסים לעולם הרפואה.
גם כלבי יחידת עוקץ מטופלים
ירדן מור, ראש תחום עיצוב ותלת-ממד במערך החדשנות בבית החולים בילינסון, היא אחת מאנשי המקצוע החדשים האלה. בתקופת המלחמה, היא פיתחה יחד עם הרופאים בבית החולים גישות חדשות לרפואה שיקומית של פצועי טראומה, תחום שישראל כנראה הפכה כעת למובילה בו.
"הגיע אלינו לוחם, פצוע מאירועי 7.10, שעבר הרבה ניתוחים ובהם החדרה של מסמר לבוהן הרגל", היא מספרת. "נוצר צורך שהמסמר לא ייתקע או ייתפס במשהו. כחלק מהתהליך נפגשתי איתו, בראש פתוח, בלי לדעת עדיין מה הולך לצאת לי בסוף, והוא הסביר לי באילו בעיות הוא נתקל ביומיום, כשהוא הולך על קביים או משתמש במכשור נוסף.
"הדפסנו דגם, בדקנו אותו מול המטופל ועשינו שינויים, ובתוך כמה שעות היה מוצר מוכן: מגן מחומר קשיח עם ריפוד פנימי שמתאים למגע עם העור וחורי אוורור כדי לא לפגוע בתהליך הריפוי של הרקמה. זו ממש המצאה שלנו, ולא ראינו משהו דומה לו בעבר בשום מקום".
במקרה אחר הגיע מטופל שחסרו לו כמה צלעות. "לא היה לו פצע פתוח, אך הוא הרגיש שהאזור חשוף, שכואב לו כשנתקלים בו באוטובוס או ברחוב. עשינו סקירה של הגוף שלו, ומידלנו לו מגן חיצוני מותאם לגוף במדויק".
ביתן מספר שבמקרה אחר שקשור לאירועי 7.10, הגיע לאחד מבתי החולים חייל שהלסת שלו התרסקה. "הרופאים הדפיסו דוגמאות של כל החלקים של הלסת וקצת כמו פאזל - מצטער על ההקבלה הגסה - הם שיחקו עם החתיכות עד שראו איך ניתן לחבר אותן בצורה הדומה ביותר ללסת המקורית, ורק אז ניגשו לנתח".
ביתן מוסיף שגם כלבים של יחידת עוקץ בצה"ל קיבלו טיפול בעזרת מדפסת תלת ממד. "לפחות חמישה כלבים סבלו משברים בגולגולת. נעשתה סקירה של הגולגולת שלהם במכשירים שלנו והודפסה הדמיה של הגולגולת עם החלק החסר. דווקא אותו חלק לא הדפיסו אלא עיצבו בדרכים אחרות, אבל ההדפסה אפשרה לבנות את החלק כך שיתאים בשיא הדיוק לאזור החסר".
מודלים לאימון לפני ניתוח והדפסת כלים
מור אומרת שבתקופת המלחמה, קמה עמותה בשם 3d4Israel, שחברים בה כ־300 אנשים מסקטור התלת-ממד בישראל. הם הדפיסו מוצרים רבים לצרכים צבאיים. "הם עבדו סביב השעון עבור כל מי שפנה אליהם והדפיסו מוצרים כמו מגיני ברכיים או חלקים לנשק. יצרתי איתם קשר והם עזרו לי בהדפסה של ציוד לרופאים שלנו שהיו במילואים".
ביתן מעריך שבישראל כשמונה בתי חולים מחזיקים מעבדת תלת ממד משלהם. "חלקם עושים זאת כבר שנים, ויש להם אפילו שש־שבע מדפסות, וחלקם חדשים בתחום, בינתיים עם מדפסת אחת. גם בתי חולים שאין להם מדפסת יכולים להשתמש במוצרים במיקור חוץ, אם כי אז מאבדים את היתרון בתגובה מהירה מאוד לצרכים שעולים".
הדפסות של חלקי גוף הן רק חלק קטן מעולם הדפסות התלת ממד. חלק משמעותי מהטכנולוגיה מוקדש לאימון, כלומר, הדפסה של איבר שלא רק נראה אלא מרגיש כמו איבר אמיתי, למשל לב או כלי דם במוח.
הרופאים מתאמנים על המודל, במקרים מורכבים ומסוכנים מאוד אפשר להגיע גם ליותר מעשרה אימונים, עד שהם מכירים את האיבר היטב ומרגישים נוח להיכנס לניתוח. מקרים כאלה אכן קרו, אם כי לא בהקשר של המלחמה. "האימון המקדים חוסך טעויות, חוסך זמן, וחיסכון בזמן הוא לפעמים כשלעצמו גם חיסכון בנזקי הרדמה ונזקי קרינה", אומר יקיר אלקסלסי, מנכ"ל חברת יזמקו.
"המדפסות שלנו יכולות להדפיס איברים שמתנהגים בדיוק כמו רקמות", מוסיף ביתן. "אין להם כמובן את הפונקציונליות של הרקמה, אבל אפשר להדפיס נניח מפרק שמבחינת המכאניקה שלו יתנהג בדיוק כמו המפרק האמיתי על כל חלקיו, ולהתאמן עליו".
לפעמים תוך כדי האימון מתברר שקשה להגיע לאזור מסוים באיבר באמצעות הכלים הקיימים. הדפסות התלת-ממד מאפשרות ליצור בקלות כלי ניתוח מיוחדים בגדלים מדויקים או עם זוויות וכיפופים מדויקים, כדי לבצע בהצלחה ניתוח ספציפי.
"אם רופא רוצה לחתוך עצם בצורה מדויקת, הוא יכול להדפיס Cutting Guide, שזו בעצם מעין שבלונה שמקבעים אותה לעצם, ויש בה חריצים שרק לתוכם אפשר להכניס את המסור", מסביר ביתן. "התוצאה היא ניתוח מדויק יותר ומנתח הרבה יותר רגוע".
בנקוביץ מתאר איך זה נראה בשטח: "היום נדיר שאכנס להשתלה לא סטנדרטית בלי לעשות הכנה על מודל. אני עושה כל ניתוח פעמיים, או בעצם שלוש: פעם אחת בסימולציה ממוחשבת, אחר כך על איבר מודפס ולבסוף על האיבר האמיתי".
ניר שדה, סמנכ"ל מוצר ומנהל תחום ה-AM בחברת ננו דיימנשן, מציין יישום נוסף שהפך רלוונטי במלחמה, אף שהוא בעיקרו תחום אזרחי - טיפול בפגיעות שמיעה.
"השימוש בהדפסת תלת-ממד מאפשר להדפיס מכשירי שמיעה מותאמים בצורה מדויקת מאוד לכל אוזן, בזול ומחומרים קלים יותר מאלה המקובלים היום", הוא אומר.
העתיד נמצא בהדפסת רקמות
ומה לגבי העתיד של שוק ההדפסות בתלת ממד? הדפסה של רקמות חיות הוא אחד היישומים שעולם הרפואה מחכה להם.
בישראל, כמה גופים כבר עוסקים בפיתוח התחום הזה, לדוגמה חברת קולפלנט, פרסייס והמעבדה של טל דביר באוניברסיטת תל אביב. בינתיים, היישום העיקרי שלהן, שנמצא עדיין בשלב המחקרי, היה הדפסה של רקמות לתחום המזון, אבל בהמשך הטכנולוגיה הזאת צפויה לפתוח אפשרויות חדשות גם בטיפול באנשים.
הדפסת רקמות היא רק אחד התחומים החמים שסימן לאחרונה כתב העת Heliyon לשוק הדפסות התלת ממד. בין השאר הוא צופה קפיצות טכנולוגיות בתחום העזרים האורתופדיים המולבשים, שחזור עצמות ושיניים והדפסה של מכשור רפואי. בשלב הבא, אנחנו כבר מדברים על הדפסה ארבע־ממדית, כלומר, שתלים או מכשירים רפואיים שמשתנים מעצמם עם הזמן או בתגובה לגירויים מסוימים, ושימוש בחומרים עם זיכרון צורה.