רציפות הגרשוני

פרופ’ אמריטוס דוד גרשוני וד”ר רננה גרשוני-פורן הם אב ובת שדרכיהם שוב השתלבו לאחרונה בטכניון; ב-1 באוקטובר 2021 התמנתה רננה לחברת סגל בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך ודוד הפך לפרופ’ אמריטוס בפקולטה לפיזיקה. “אני קורא לזה חוק שימור הגרשוני, או משוואת רציפות הגרשוני,” הוא אומר בחיוך.

התרחשות טכניונית סמלית קודמת בחייהם התרחשה לפני כשש שנים, כאשר את טקס הענקת תוארי הדוקטור בטכניון הנחה דוד. בתו רננה, שקיבלה את התואר באותו טקס, גם שרה במהלכו. רננה, בנוסף לעיסוקה האקדמי, למדה שירה קלאסית במשך שנים רבות. היא שירתה כסולנית בתזמורת צה”ל ונקראה למיקרופון ברבים מהטקסים שנערכו בטכניון בשנות לימודיה. אהבתה לכימיה ולשירה מלווים אותה מגיל צעיר.

ד”ר רננה גרשוני-פורן החלה את לימודיה בטכניון בשנת 1984, במעון נעמ”ת, כשאביה היה דוקטורנט בפקולטה לפיזיקה. בשנת 2004 התחילה את דרכה כסטודנטית מן המניין בטכניון והשלימה בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך תואר ראשון, שני ושלישי בהצטיינות יתרה. את התואר השני עשתה בהנחיית פרופ’ אהוד קינן ואת השלישי בהנחיית פרופ’ אמנון שטנגר. “הטכניון עבורי הוא בית,” אומרת ד”ר גרשוני-פורן. “במהלך לימודיי כאן זכיתי בתמיכה אישית וכלכלית נדיבה, בפרגון גדול וביחס מצוין מהטכניון בכלל ומהפקולטה לכימיה בפרט.”

כעת היא שבה לפקולטה אחרי פוסט-דוקטורט של שנתיים וארבע שנות עבודה כחוקרת בכירה במכון הטכנולוגי של ציריך (ETH Zurich). במסגרת הפוסט-דוקטורט בציריך, בקבוצתו של פרופ’ פיטר צ’ן, היא חקרה תגובות קטליטיות באמצעות שיטות חישוביות. בהמשך קודמה להיות ראש צוות בקבוצת המחקר של פרופ’ צ’ן, הובילה מחקר עצמאי וכן עבדה כמרצה מוערכת ב-ETH. ב-2019 זכתה במענק יוקרתי מטעם קרן ברנקו ווייס לתמיכה במחקרה העצמאי. קבוצת המחקר החדשה שלה בטכניון תעסוק בשילוב כימיה אורגנית-פיזיקלית עם שיטות חישוב ובינה מלאכותית לתכנון מולקולות אורגניות חדשות שישתלבו בטכנולוגיות אלקטרוניקה אורגנית. בטכנולוגיות אלה, מולקולות אורגניות, כלומר מבוססות פחמן, משמשות כחומרים מוליכים. בשל המבנה והתכונות האלקטרוניות שלהן, מולקולות אלה מאפשרות פיתוחים חדשניים כגון מסכי OLED גמישים, תאים סולריים שקופים שהופכים זכוכית של חלון ליצרן אנרגיה וחיישנים שאפשר להשתיל בסביבה ביולוגית. בנוסף, מולקולות אלה מורכבות מיסודות הקיימים בטבע בשפע ומזהמות פחות מהרכיבים האלקטרוניים הנפוצים כיום.

פרופ’ דוד גרשוני השלים את כל תאריו בפקולטה לפיזיקה בטכניון בהצטיינות יתרה. אחרי פוסט-דוקטורט וארבע שנות עבודה כחוקר במעבדות בל חזר לפקולטה כחבר סגל ב-1991. עם הישגיו הרבים נמנה פיתוח שיטה ליצירת זוגות, ואף אשכולות, של פוטונים שזורים. “שזורים” – כלומר מצבו של כל אחד מהפוטונים תלוי במצבם של האחרים. הפוטונים מיוצרים בתהליך מקורי באמצעות עירור אופטי מחזורי של התקן מוליך-למחצה שבתוכו כלוא אלקטרון בודד. האלקטרון הוא ה”מחט” השוזרת את הפוטונים זה לזה. לפיתוחים אלה יישומים פוטנציאליים רבים ובהם תקשורת קוונטית ומחשוב קוונטי.

פרופ’ גרשוני אומר ש”בדומה לרננה, גם עבורי הטכניון הוא בית. הגעתי לטכניון בפעם הראשונה ב-1969 במסגרת נוער שוחר מדע וחזרתי לכאן לתואר ראשון ותעודת הוראה. עם סיום לימודי התעודה לימדתי פיזיקה בתיכון בקיבוץ במקביל ללימודיי לתארים מתקדמים בטכניון. כשרננה נולדה עברנו לגור במעונות הסגל הזוטר בטכניון. חזרנו שוב לטכניון ב- 1991, אחרי 6 שנים בארה”ב, ומאז כאן ביתי.”

“אנחנו מהמשפחות הטכניוניות,” מודים רננה ודוד. גם אמה ואחותה של רננה השלימו תארים בטכניון. בעלה של רננה, רועי, סיים שלושה תארים בטכניון והיום הוא חבר סגל באוניברסיטת חיפה. “זו תחושה מרגשת ומיוחדת לחזור לכאן כחברת סגל,” אומרת ד”ר גרשוני-פורן. “מצד אחד אני מרגישה בבית. הפקולטה קיבלה את פניי עם הרבה חום ותמיכה, ואני שמחה לראות כאן את כל הפנים המוכרות. מצד שני, אני רגילה להיות כאן כסטודנטית, ועכשיו אני כאן המבוגרת האחראית עם קבוצה משלי. היה לי ברור שאם יציעו לי מקום בפקולטה הזו, אני חוזרת לטכניון. עבורי זה ממש כבוד להימנות עם האנשים שהיו, ועדיין הינם, מודלים לחיקוי עבורי. זאת פקולטה חזקה, עם המון חברי סגל בעלי שם עולמי, והרבה צעירים חדשים ומבריקים. אני מרגישה כאן קולגיאליות עצומה ומתרגשת להיות חלק מהקבוצה הזו.”

 

תקווה מתוקה

פרופ' שולמית לבנברג
פרופ’ שולמית לבנברג

טכנולוגיה שפותחה בטכניון והתפרסמה בכתב העת Science Advances שיפרה את קליטת הגלוקוז בעכברים סוכרתיים. את הפיתוח הובילו פרופ’ שולמית לבנברג והדוקטורנטית ריטה בקרמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית. במחקר השתתפו עמיתיהן מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ומטורונטו, ניו יורק ואוניברסיטת בן גוריון.

גלוקוז הוא משאב חיוני בחייהם של יונקים, שכן הוא מספק אנרגיה לתא. קליטתו בתא מותנית באינטראקציה בין GLUT4 (נשא הגלוקוז) להורמון האינסולין, הנקשר לפני התא ומאפשר לגלוקוז לחדור פנימה באמצעות GLUT4.

תהליך חיוני זה משתבש בקרב חולי בסוכרת מסוג 2 (T2D) וזאת בשל תנגודת לאינסולין – שיבוש בתפקוד האינסולין ובקליטתו של הגלוקוז בגוף. מצב כזה גורם לעליית הסוכר בדם, פוגע באיכות החיים של החולה ועלול להוביל להפרעות פיזיולוגיות רבות ובהן היצרות כלי דם, לחץ דם גבוה, טרשת עורקים ושחיקה בפעילות איי הלבלב.

הטיפולים המקובלים בסוכרת ובתנגודת לאינסולין מבוססים על צריכה של תרופות בהזרקה ובבליעה ומספקים מענה חלקי וקצר טווח. זה הרקע לניסיון לפתח פתרונות מערכתיים ארוכי טווח, וכאן נכנס הפיתוח החדש של חוקרי הטכניון.

ריטה בקרמן ופרופ’ שולמית לבנברג גידלו רקמת שריר מהונדסת המאופיינת בביטוי-יתר של GLUT4 (נשא הגלוקוז) ובחנו אותה בעכברים סוכרתיים בעלי משקל עודף או בעלי תנגודת לאינסולין. ההשתלה שיפרה את תפקודיהם של העכברים והשיפור נשמר למשך חודשים ארוכים. גם כאשר בוצעה “העמסת סוכר”, כלומר צריכת יתר של גלוקוז, העכברים המטופלים התמודדו איתה היטב. לדברי פרופ’ לבנברג, “הראינו שהטכנולוגיה הזאת מאפשרת להחזיר את הרגישות לאינסולין ולהוריד את רמת הגלוקוז בדם בעכברים חולי סוכרת.”

הדוקטורנטית ריטה בקרמן
הדוקטורנטית ריטה בקרמן

המחקר נערך על רקמות שריר שלד – רקמות חשובות מאוד בתפקוד הגוף, למשל בתנועת השלד וביציבותו. שריר השלד ממלא תפקיד מרכזי בטיפול בגלוקוז והוא גם צרכן הגלוקוז העיקרי בגוף. יצירתן של רקמות שריר השלד המהונדסות בטכניון מבוססת על שיטת גידול שקבוצת המחקר של פרופ’ לבנברג מפתחת כבר שנים רבות – גידול הרקמה על גבי פיגומים תלת-ממדיים בסיוע תאים המאיצים את גדילתה. שיטה זו משפרת את קליטתה של הרקמה באיבר היעד. מאחר שהרקמות המהונדסות מבוססות על תאים שנלקחו מן המטופל הן אינן נדחות על ידו כשהן מושתלות בגופו.

לדברי פרופ’ לבנברג, “הרקמות המהונדסות שלנו חוללו השפעה מערכתית, כלומר הן שיפרו את תפקוד העכברים לא רק בהקשר הישיר של ספיגת גלוקוז אלא גם בהקשר של סיבוכים ידועים של סוכרת ובהם כבד שומני. אנו מקוות שבהמשך נוכל להראות כי הטכנולוגיה שפיתחנו רלוונטית גם לטיפול באנשים חולי סוכרת מסוג 2.”

המחקר נערך בתמיכת מרכז רינה ואבנר שניאור לחקר הסוכרת בטכניון, בראשותה של פרופ’ לבנברג, קרן לינדה רוז דיאמונד לחקר הסוכרת והמכון הלאומי לסרטן בארצות הברית (National Cancer Institute). ריטה בקרמן היא מלגאית ב”תוכנית הברונית אריאן דה-רוטשילד לתלמידות דוקטורט”.

למאמר בכתב העת Science Advances לחצו כאן

הקונסטרקט המושתל: סיבי השריר המהונדס (באדום) מבטאים את הגלוט4 (בירוק)
הקונסטרקט המושתל: סיבי השריר המהונדס (באדום) מבטאים את הגלוט4 (בירוק)

ממתיקי העתיד

פרופ' יואב ליבני
פרופ’ יואב ליבני

הארגון EIT Food של האיחוד האירופי העניק את “פרס האימפקט בחדשנות” לפרויקט שמוביל פרופ’ יואב ליבני מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון, בשיתוף עם אמאי חלבונים והחברות דנונה ופפסיקו העולמיות.

הפרס, EIT Food Innovation Impact Award, ניתן להם על פיתוח תחליף בריאותי לסוכר המבוסס על שיפור מושכל של חלבונים מתוקים הנמצאים בפירות טרופיים. שמו של הפרויקט הוא “Sugar-Out, Protei-In, Application of Microencapsulated Sweet Proteins as Sugar Substitutes”.

אמאי חלבונים מייצרת חלבוני מעצבים באמצעות עיצוב חלבונים חישובי וייצור באמצעות תסיסה מדייקת. מאחר שחלבונים אלה מתוקים פי 11,000-4,000 מסוכר, אפשר להשתמש בכמויות מזעריות שלהם ולכם בפועל הם יותר זולים מסוכר. יתר על כן, הם אינם משמינים כלל (ערך גליקמי 0) ואינם משפיעים לרעה על הבריאות או על אוכלוסיית חיידקי המעי (המיקרוביום).

ד"ר אילן סמיש
ד”ר אילן סמיש

הטכנולוגיה הזוכה מבוססת על הוספת מרכיבי מזון טבעיים מכונים MicroPatching agents  ומרכיבים נוספים לשם התאמת פרופיל טעם החלבון ככל האפשר לטעם של סוכר. השימוש בתחליף הסוכר צפוי להפחית משמעותית את צריכת הסוכר המזיקה לא רק לבריאות האדם – למשל בהשמנת יתר ובהתפתחות הסינדרום המטבולי – אלא גם לקיימות ולאיכות הסביבה (בשל תהליכי הייצור הידידותיים לסביבה, לעומת תעשיית הסוכר והפצתו הפוגעים בסביבה).

החוקרים פתרו שורה של אתגרים ובהם שיפור הטעם, היעדר טעמי לוואי, יציבות החלבונים, מחיר תחרותי והיעדר השפעות בריאותיות שליליות. לדברי פרופ’ ליבני, “הזכייה בפרס האימפקט תסייע לנו להתקדם למסחור הטכנולוגיה שלנו וכך לצמצם את צריכת הסוכר בישראל ובעולם כולו.”

לדברי ד”ר אילן סמיש, מייסד ומנכ”ל אמאי חלבונים, “פרויקט המו”פ הרב-תחומי בהובלת הטכניון מאפשר לנו לשלב בין טכנולוגיות פורצות דרך לבין מו”פ יישומי של חברות המשקאות והמזון הבינלאומיות המובילות לצורך הבאת מוצר שהצרכנים כל כך מייחלים לו.”

צילומי המוצרים: פזית אסולין

לצפייה בסרטון:

[su_youtube url=”https://youtu.be/g5Xe5asBoWU” width=”700″ height=”200″]

הגידול הסרטני מגייס לטובתו את מערכת העצבים? נפגע בו באמצעותה

פרופ' אבי שרודר
פרופ’ אבי שרודר

חוקרים בטכניון פיתחו טיפול חדשני בסרטן השד, המבוסס על מערכת העצבים. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Science Advances הובילו פרופ’ אבי שרודר והדוקטורנטית מאיה כדורי מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.

סרטן השד נפוץ מאוד בקרב נשים, ולמרות פריצות דרך באבחון ובטיפול במחלה, עדיין בכל שנה מתות ממנה בישראל כאלף נשים, כ-15% מהן מתחת לגיל 50. בעולם כולו מתות בכל שנה כ-685,000 נשים ממחלה זו.

פרופ’ אבי שרודר עוסק מזה שנים רבות בפיתוח טיפולים חדשניים בסרטן, לרבות סרטן השד ובפרט סרטן מסוג “טריפל נגטיב” – סרטן אגרסיבי שמאופיין בקצב חלוקת תאים מהירה עם סיכון גבוה יותר להתפתחות גרורות. הטכנולוגיות שמפתחים במעבדה של פרופ’ שרודר כוללות שיטות חדשניות לעטיפה של מולקולות תרופה בחלקיקים ננומטריים הנושאים את התרופה אל הגידול הסרטני ומשחררים אותה בתוכו, וזאת מבלי לפגוע ברקמות בריאות.

במחקר הנוכחי גילו החוקרים כי תאי סרטן מקיימים קשרי גומלין עם תאי העצב בסביבתם: תאי הסרטן מעודדים את חדירתם של תאי העצב לתוך הגידול הסרטני, וחדירה זו מגבירה את ההתחלקות, הגדילה וההתפשטות של תאי הסרטן. במילים אחרות, תאי הסרטן מגייסים לטובתם את תאי העצב.

על סמך ממצאים אלה פיתחו חוקרי הטכניון טיפול הפוגע בגידול הסרטני דרך תאי העצב. טיפול זה מבוסס על הזרקת חלקיקים ננומטריים המכילים חומר מאלחש לזרם הדם. בזרם הדם נעים החלקיקים אל הגידול, מצטברים סביב תאי העצב שברקמה הסרטנית ומשתקים את העצבוב המקומי ואת התקשורת של תאי העצב עם תאי הסרטן. התוצאה: עיכוב משמעותי בהתפתחות הגידול ובהתפתחות גרורות לריאות, למוח ומח העצם.

מאיה כדורי
 מאיה כדורי

החלקיקים הננומטריים שפיתחו החוקרים מדמים את קרום התא ומצופים בפולימרים מיוחדים שמסווים אותם ממערכת החיסון ומאפשרים להם זמן סירקולציה ארוך בזרם הדם. כל חלקיק כזה, שקוטרו כ-100 ננומטר, מכיל את החומר המאלחש האמור. לדברי מאיה כדורי, “אנחנו יודעים לייצר את החלקיקים בגודל הרצוי במדויק, וזה קריטי משום שזה המפתח לחדירה לתוך הגידול. גידולים סרטניים מעודדים צמיחה מוגברת של כלי דם מסביבם, וזאת כדי שיוכלו לקבל חמצן וחומרי תזונה, אבל כלי הדם הללו פגומים במבנה שלהם ומכילים חרירים בגודל ננומטרי שמאפשרים חדירה של ננו-חלקיקים, כמו כן הרקמה הסרטנית מאופיינת בניקוז לימפטי לקוי, מה שמגביר אף יותר את הצטברות החלקיקים ברקמה. לפיכך, החלקיקים המאלחשים שפיתחנו נעים בזרם הדם בלי לחדור לרקמות בריאות; רק כשהם מגיעים לכלי הדם הפגומים של הגידול הם דולפים מהם, מצטברים סביב תאי העצב של הרקמה הסרטנית ויוצרים נתק בינם לבין תאי הסרטן. העובדה שמדובר בטיפול ממוקד ומדויק מאוד מאפשר לנו להכניס לגוף כמויות משמעותיות של החומר המאלחש משום שאין חשש שיפגע באזורים בריאים וחיוניים של מערכת העצבים.”

בניסויים בתרביות תאי סרטן ובטיפול בעכברים עיכבה הטכנולוגיה החדשה לא רק את התפתחות הגידול אלא גם את היווצרותן של גרורות סרטניות. להערכת החוקרים, ממצאים אלה עשויים להיות רלוונטיים לטיפול בסרטן השד בבני אדם.

המחקר נתמך על ידי המרכז הטכניוני הבין-תחומי לחקר הסרטן (TICC) במסגרת תוכנית מלגות דוקטורט ע”ש רובינשטיין ועל ידי חברת טבע במסגרת פורום הסטודנטים המצטיינים הארצי (The National Forum for Bioinnovators by Teva). המחקר נערך בשיתוף הפקולטה לרפואה באוניברסיטה העברית בירושלים והמכון לפתולוגיה באיכילוב.

פרופ’ אבי שרודר הוא ראש מעבדת משפחת לואיס לתרופות ממוקדות מטרה וטכנולוגיות רפואה אישית בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון. מאיה כדורי, שהשלימה תואר ראשון בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון, החלה לחקור בהנחייתו של פרופ’ שרודר עוד במהלך התואר הראשון והשנה היא צפויה לסיים את הדוקטורט (במסלול ישיר).

למאמר בכתב העת Science Advances לחצו כאן

 

לסרטון המציג את המחקר:

[su_youtube url=”https://youtu.be/fGDcIuqKkYU” width=”700″ height=”200″]

הנשמה של הטכניון – חוגגים הצטיינות

ב-7 באוקטובר חגג הטכניון את ערב ההוקרה השנתי לעובדיו. באירוע שהתקיים בזאפה אמפי שוני חולקו פרסים לעובדים, למנהלות מצטיינות ולמצטיינים בשמירה על הבטיחות והתקיימה הופעה של חנן בן ארי.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון בירך את העובדים ואמר כי “זאת הייתה שנה לא פשוטה להרבה אנשים שנקלעו לקשיים בריאותיים וכלכליים, אבל בסופו של דבר צלחנו אותה יחד והיטב. זאת הייתה שנת שיא לטכניון במובנים רבים – במספר הסטודנטים החדשים שהתחילו ללמוד בטכניון, במענקי המחקר שחוקרי הטכניון הצליחו לגייס ובמספר חברות ההזנק שיצאו מהטכניון, וזאת כמעט שנת שיא בגיוס חברי סגל חדשים. אנחנו יוצאים מהשנה הזאת חזקים יותר, מלוכדים יותר, חסינים יותר, בזכותכם; כל מה שנבנה על ידיכם, כל עובדי הטכניון, בתקופה הזאת, יבוא לידי ביטוי כעת. כל הדבר הענק הזה לא היה קורה בלעדיכם – אתם הלב הפועם, הנשמה של הטכניון. אני מודה לכולכם.”

העובדים המצטיינים הטכניונים לשנת תשפ”א הם אנה דובינסקי (לשכת הסגל), ד”ר אולגה צ’ונטונוב (המרכז לקידום הלמידה וההוראה), ד”ר ירון קאופמן (הפקולטה למדע והנדסה של חומרים), גיא תנעמי (אגף מחשוב ומערכות מידע) ויוליה פסיקוב (אגף רכש). העובדים המצטיינים מטעם מוסד הטכניון הם אלי ניימרק (מכון המתכות הישראלי) וענת אביטל (המכון הלאומי לחקר הבנייה.  המנהלות המצטיינות הן רוי גינוסר מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב (מנהלת מצטיינת טכניונית) ופנינה אלוני ממחלקת כספים וכלכלה (מנהלת מצטיינת מוסד הטכניון). מצטייני הבטיחות הם שמעון דולב מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי (עובד מצטיין); מעבדת ד”ר יוסי שמאי בפקולטה להנדסה ביו-רפואית (מעבדה מצטיינת); והפקולטה להנדסת מכונות (פקולטה מצטיינת).

האירוע הופק ביוזמת מדור רווחה טכניון ומוסד הטכניון על ידי חברת פרימיום.

להקת Newטון – הלהקה הייצוגית של הטכניון:

[su_youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=7cUy0Bk3tq0″ width=”700″ height=”200″]

נקעים בזהב כ”תבנית קטליטית” לגידול ננו-מחטים

פרופ' בעז פוקרוי
פרופ’ בעז פוקרוי

חוקרים בטכניון מציגים שיטה חדשנית ליצירת מחטים ננומטריות. בתהליך זה נוצרות המחטים מתוך פגמים קוויים הנקראים נקעים וקיימים במתכות. זוהי הפעם הראשונה שבה נקעים של חומר אחד מהווים תבנית ליצירת מחטים של חומר אחר. את המחקר הובילו פרופ’ בעז פוקרוי והדוקטורנטית לוטן פורטל מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים וממכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI) , והוא פורסם בכתב העת PNAS .

נקעים הם תופעה משמעותית במדע של חומרים, שכן הם משפיעים על תכונות החומר ברמות המיקרו והמאקרו. לדוגמה, ריכוז גבוה של נקעים מוביל לעלייה בחוזק ובקשיות של המתכת. קצות הנקעים המופיעים בפני השטח של המתכות, והאטומים הממוקמים בקרבת קצוות אלה, נוטים להיות ריאקטיביים יותר ביחס לשאר האטומים בחומר ולקיים תגובות כימיות שונות כגון קורוזיה.

החוקרים בקבוצתו של פרופ’ פוקרוי יצרו מחטים העשויות מקומפלקס של זהב-ציאניד. במינוח מקצועי מדובר במנגנון לסינתזה של מערכות אי-אורגניות של זהב-ציאניד (Au-CN) בתצורה של ננו-מחטים הגדלות בתהליך אוטו-קטליטי (זירוז-עצמי של התגובה). קומפלקס הזהב-ציאניד משמש בתחומים רבים כגון חיישני אמוניה (NH3), קטליזה (זירוז) של תגובות המרה של מים מנוזל-לגז ועוד.

לוטן פורטל
לוטן פורטל

בתהליך  שפותח בקבוצתו של פרופ’ פוקרוי מתגבשות הננו-מחטים בקצות הנקעים הממוקמים בפני השטח של סגסוגת הזהב-כסף המקורית, והמבנה הסופי שמתקבל הוא של זהב ספוגי (ננו-פורוזיבי) קלאסי עם שכבה של ננו-מחטים הגדלות מתוכו. תהליך גידול המחטים מתרחש במקביל לתהליך הפרדת הסגסוגת הקלאסית של הכסף מהמערכת, ומתאפשר רק כאשר צפיפות הנקעים בחומר מגיעה לערך קריטי המוצג במודל הקינטי שפותח במאמר.

המודל המוצג במאמר מספק מסלול אפשרי לגידול של קומפלקסים אי-אורגניים חד-ממדיים (1D), תוך שליטה אפשרית בכיוון הגידול, בצורה ובמורפולוגיה של הגביש, בהתאם למערכות ההחלקה של הסגסוגת המקורית. כאמור, להישג מדעי וטכנולוגי זה יישומים פוטנציאליים רבים. המחקר נתמך במענק ERC מטעם הנציבות האירופית למחקר (European Union’s Horizon 2020).

קישור לאתר הקבוצה – pokroylab.net.technion.ac.il

למאמר בכתב העת PNAS לחצו כאן

 

איור סכמטי המתאר נוקליאציה וגידול חד-ממדי של ננו מחטי זהב-ציאניד לאורך נקע בסגסוגת המקורית במהלך תהליך הפרדת הסגסוגת הקלאסי
איור סכמטי המתאר נוקליאציה וגידול חד-ממדי של ננו מחטי זהב-ציאניד לאורך נקע בסגסוגת המקורית במהלך תהליך הפרדת הסגסוגת הקלאסי

מים נקיים יותר

פרופ' מתי סאס
פרופ’ מתי סאס

חוקרים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון ועמיתיהם בהולנד פיתחו שיטה חדשנית לטיהור מים ממזהמים. הם הראו כי היפוך סדר האלקטרודות בתהליך מוביל לשיפור משמעותי בטיהור המים. את המחקר שהתפרסם ב-PNAS, כתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים, הובילו חוקרי הטכניון פרופ’ מתי סאס והדוקטורנטים עמית שוקרון ואריק גאיס עם ד”ר יאוקה דיקסטרה מאוניברסיטת ווגנינגן בהולנד.

טיהור מים לצורכי חקלאות הוא אתגר טכנולוגי מורכב שחשיבותו רבה במיוחד בישראל, שבה רוב מי השופכין מושבים לצורכי חקלאות ורוב הגידולים החקלאיים בנגב מבוססים על מים כאלה. השקיית שדות ומטעים במים עתירי מלחים גורמת נזקים חקלאיים מגוונים ובהם פגיעה בעלים, היווצרות קרחות בשדה ובמקרים חמורים הרס הקרקע והשבתתה כקרקע חקלאית.

בעקבות המחסור הגובר במים הוקמו בישראל בעשורים האחרונים מתקני התפלה המספקים לנו כיום חלק נכבד ממי השתייה. עם זאת, התפלת מי ים וטיהור מים לצורכי שתייה וחקלאות הם אתגרים טכנולוגיים מורכבים, זאת בין השאר משום שבתהליכים אלה אנו מבקשים לא רק לסלק מהמים את הרעלים אלא לשמר בהם את החומרים החיוניים לבריאותנו ולבריאות הגידולים החקלאיים.

אחד המרכיבים המרכזיים בתהליך ההתפלה הסטנדרטי הוא הממברנה – מסנן מתוחכם המסלק חלק מאותם רעלים. בתהליך זה מועברים המים בלחץ דרך הממברנה וחלק מהחלקיקים נחסמים על פי גודלם או מטעניהם החשמליים. עם זאת, הממברנה היא חלק יקר לרכישה, להתקנה ולתחזוקה ויש להחליפו תדיר או לטפל בו – מה שמחייב הפסקה של תהליך ההתפלה. יתר על כן, הממברנה “מפספסת” חלקיקים קטנים שהיא אינה מצליחה לחסום.

עמית שוקרון
עמית שוקרון
אריק גאיס
אריק גאיס

המחקר שהתפרסם ב-PNAS מציג פריצת דרך בתחום זה. המחקר התמקד בבורון – חומר רעיל שחשוב לסלק ממי השתייה. הבורון נמצא באבקות כביסה ובחומרי ניקוי אחרים, וכשהוא חודר לקרקע חקלאית הוא פוגע בה ובהמשך גם בנו, צרכני המים והיבולים. ייחודו של הבורון בכך שהוא אינו מסולק בשיעור מספק בשלב הסטנדרטי של ההתפלה, הנערך בסביבה של חומציות נייטרלית (pH=7). כדי להרחיקו נדרש סבב התפלה נוסף המבוצע בחומציות גבוהה (בסביבות pH=10).

המערכת שבנו חוקרי הטכניון מבוססת על אלקטרודות פשוטות וזולות ועל הקונספט של CDI – טיפול ללא ממברנה. קונספט זה בנוי על תהליך מחזורי של הטענה ופריקה של אלקטרודות (אנודה וקתודה); בשלב הטעינה נצמדים היונים אל האלקטרודה וכך מסולקים מהמים, ובשלב הפריקה הם משתחררים לזרם השפכים – הזרם המלוח שאינו מיועד להשקייה ולשתייה.

באופן מסורתי, במערכות CDI להסרת בורון מוזרמים המים דרך הקתודה אל האנודה; המערכת שפיתחו החוקרים הופכת סדר זה: קודם עוברים המים דרך האנודה ורק אז דרך הקתודה, וכך נוצרת דינמיקה יעילה יותר של חומציות וסילוק יעיל יותר של בורון. יתר על כן, החוקרים הראו כי הגברת המתח החשמלי אינה בהכרח משפרת את יעילות המערכת, ובמילים אחרות – קיים מתח אופטימלי, שאותו אפשר לחשב.

החוקרים הראו כי אף שהמודל החדש פותח כקונספט תאורטי, הוא אכן משיג את הטיהור האמור גם במערך ניסויי, והם מעריכים כי קונספט זה יימצא יעיל גם במתקנים מסחריים שייבנו על פיו. הם מדגישים כי אף שהמחקר נעשה על בורון הוא רלוונטי למכלול רחב של מזהמים וחומרים יקרי ערך דומים.

פרופ’ מתיו סאס הוא חבר סגל בפקולטות להנדסת מכונות ולהנדסה כימית ע”ש וולפסון וחבר בתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד.

למאמר בכתב העת PNAS לחצו כאן

רפואה מותאמת אישית: פלטפורמה המאפשרת מחקר השוואתי של גידולים סרטניים

פרופ' שי שן-אור וד"ר אילת אלפרט
פרופ’ שי שן-אור וד”ר אילת אלפרט

חוקרים בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט פיתחו אלגוריתם חדשני המגלה מכנה משותף והמשכי מתוך מידע רב-ממדי שנאסף מגידולים של חולים שונים. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Cell Systems הובילו פרופ’ שי שן-אור, ד”ר ישי עופרן וד”ר אילת אלפרט מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, שערכו אותו בשיתוף פעולה בין חוקרים בטכניון, בקריה הרפואית רמב”ם, בשערי צדק ובאוניברסיטת טקסס.

חקר הסרטן עבר בשנים האחרונות מהפכות משמעותיות ובהן האפשרות לאפיין תא בודד ברזולוציה גבוהה, ובאופן ספציפי יותר – למדוד בעת ובעונה אחת מספר רב של גנים או חלבונים מתאים בודדים. מהפכה זו הובילה לייצור כמויות עצומות של מידע רב-ממדי על מספר רב של תאים, מה שמאפשר לקבוע את מאפייניהן של הרקמה הבריאה ושל הרקמה הסרטנית. כמויות מידע אלו חשפו את השונות העצומה הקיימת בין גידולים סרטניים של מטופלים שונים: לכל מטופל יש אפיון תאים הייחודי רק לו ונגזר מהשינויים הגנטיים האופייניים לו. למרות היתרון המשמעותי הנובע מאפיון מדויק כל כך של המטופל הספציפי, התפתחות זו הובילה לכך שהשוואה בין מטופלים שונים דומה להשוואה בין תפוחים ותפוזים: בהיעדר מכנה משותף, ההשוואה ההכרחית למציאת סמנים המקושרים עם פרוגנוזה (כגון תמותה או חומרת מחלה) נעשית בלתי אפשרית.
הפיתוח של חוקרי הטכניון, אלגוריתם בשם tuMap, נותן מענה לאתגר מורכב זה באמצעות “השוואה מבוססת שונות”. האלגוריתם החדשני מספק אפשרות להציב גידולים רבים ושונים על סקאלה אחידה, המספקת נקודת ייחוס להשוואה. כך ניתן להשוות באופן משמעותי בין גידולים של חולים שונים, ואף של אותו החולה לאורך זמן (למשל באבחנה ולאחר טיפול). האלגוריתם מאפשר לנצל את רזולוציית המדידה הגבוהה המתאפשרת כיום לשימושים קליניים שלפני כן לא צלחו, כגון ניבוי מדויק יותר למדדים קליניים שונים ובהם חזרת הגידול ותמותה.
אף שהחוקרים בחנו את האלגוריתם על גידולי לוקמיה הם מעריכים כי הוא יהיה רלוונטי גם לסוגי סרטן אחרים.
המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, מכון למחקר במדעי הרפואה ע”ש משפחת רפפורט ו-NIH.

אלגוריתם tuMap מגשר על השוני במידע הרב-ממדי על חולי סרטן שונים וכך גובר על השונות בין מטופלים
אלגוריתם tuMap מגשר על השוני במידע הרב-ממדי על חולי סרטן שונים וכך גובר על השונות בין מטופלים

למאמר בכתב העת Cell Systems לחצו כאן

הטכניון העניק תואר דוקטור לשם כבוד לקנצלרית גרמניה ד”ר אנגלה מרקל

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון מעניק לקנצלרית מרקל את תואר הכבוד
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון מעניק לקנצלרית מרקל את תואר הכבוד

הטכניון העניק אתמול (א’) תואר “דוקטור לשם כבוד” לקנצלרית גרמניה ד”ר אנגלה מרקל. ד”ר מרקל קיבלה את התואר בטקס חגיגי שהתקיים במלון המלך דוד בירושלים על תמיכתה האיתנה והעקבית במדינת ישראל, במדע ובהשכלה בכלל ובקשרי המדע בין גרמניה וישראל בפרט; על מאבקה חסר הפשרות באנטישמיות ובגזענות; ועל היותה מופת לשילוב בין מנהיגות נדירה, תבונה ואנושיות.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, שהעניק לקנצלרית מרקל את תואר הכבוד, אמר בטקס כי “הקנצלרית מרקל נתפסת בעיני רבים כמנהיגה הבולטת של זמננו. כמנהיגה החותרת בהתמדה לשיפור חייהם של מיליונים ברחבי העולם, הקנצלרית מרקל מעולם לא היססה להתייצב נוכח האתגרים העולמיים והמקומיים ולהתמודד עם המציאות על מצוקותיה. את כל אלה עשתה תוך הפגנת חמלה ואחריות חברתית.”

דוקטור לשם כבוד הוא ההוקרה הגבוהה ביותר שמעניק הטכניון לאישים שהתבלטו בפועלם המדעי יוצא הדופן או בתרומתם לישראל, לעם היהודי ולאנושות. עם מקבלי התואר בעבר נמנים חיים ויצמן (1952), אלברט אינשטיין (1953), נילס בוהר (1958), דוד בן גוריון (1962), יוג’ין ויגנר (1971), מרגרט תאצ’ר (1989) ויצחק רבין (1990). לרשימה המכובדת הצטרפה אתמול הקנצלרית מרקל, המנהיגה המשפיעה ביותר בתקופתנו.

מימין לשמאל: פרופ' אלון וולף, יו"ר הוועד המנהל של הטכניון מר גדעון פרנק, נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון והקנצלרית מרקל.
מימין לשמאל: פרופ’ אלון וולף, יו”ר הוועד המנהל של הטכניון מר גדעון פרנק, נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון והקנצלרית מרקל.

“אני גאה על קבלת תואר הכבוד מהטכניון כמדענית ולא רק כפוליטיקאית,” אמרה הקנצלרית מרקל, “שכן המדע והטכנולוגיה הם כלים לקידום הכלכלה והחברה. ישראל קמה על סמך חזון שהיה מדעי-טכנולוגי לא פחות משהיה מדיני, וחלק מההתחלות התרחשו בטכניון. הטכניון שימש אבן יסוד בהתפתחות ההייטק ובמה שקרוי כיום ‘אומת הסטארטאפ’.”

הקנצלרית מרקל אמרה כי “ההובלה של הטכניון ניכרת גם במחקר הקורונה, עם 50 מעבדות שנרתמו למחקרים הקשורים בכך, ולגרמניה יש מה להתקנא בעניין הזה. אנחנו משתאים לנוכח המהירות שבה אוספים בישראל את הנתונים, נתונים המשרתים את העולם כולו ותורמים למאבק בנגיף.”

“הטקס היום משקף את ההיסטוריה הגרמנית-יהודית במאות ה-20 וה-21, את השפעתם של המדע והתרבות הגרמניים על הולדתם של הטכניון ושל מדינת ישראל, את השואה ואת הפיוס בדור הנוכחי,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ סיון. “קשה לחשוב על אדם שמסמל את הפיוס הזה, תוך קבלת אחריות על אותן תקופות אפלות, יותר מכלת הפרס הקנצלרית ד”ר אנגלה מרקל. אנו מצדיעים לך על כל מה שהענקת לגרמניה, לישראל ולאנושות. לעולם נהיה אסירי תודה.”

בהתייחסות לחינוך נגד האנטישמיות בגרמניה ובאירופה כולה אמרה מרקל כי “חשוב להתחיל בחינוך בנושא הזה בשלב מוקדם. התלמידים בגרמניה יוצאים לסיורים במחנות הריכוז, וברחובות יש סימונים שמנציחים את הבתים שהיו בעבר של יהודים. אני מאמינה שדרך הסיפורים האישיים קל יותר לצעירים להתחבר לנושא. הרבה אנשים פועלים נגד האנטישמיות והאלימות, אבל לצערי עוד יש מה לשפר ואין ספק שצריך לעשות יותר.”

תמונה קבוצתית של משלחת הטכניון עם הקנצלרית מרקל
תמונה קבוצתית של משלחת הטכניון עם הקנצלרית מרקל

במעמד החגיגי השתתפו שגרירת גרמניה בישראל ד”ר סוזנה ואזום-ריינר, שגריר ישראל בגרמניה ג’רמי יששכרוף, יו”ר הוועד המנהל של הטכניון מר גדעון פרנק, חתן פרס נובל פרופ’-מחקר אהרן צ’חנובר, נשיא הטכניון לשעבר פרופ’-מחקר יצחק אפלויג, נשיא הטכניון לשעבר ויו”ר אגודת ידידי הטכניון בישראל פרופ’ פרץ לביא, המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ’ עודד רבינוביץ’, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ אלון וולף, דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון פרופ’ מרסל מחלוף וסטודנטיות לתארים מתקדמים – לינה מדלג’ (הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי) ואסיל שומר (הפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון).

הקנצלרית מרקל, ילידת 1954, היא בעלת תואר דוקטור בכימיה קוונטית מהאקדמיה הגרמנית למדעים בברלין. היא נכנסה לחיים הפוליטיים בשנת 1989 לאחר נפילת חומת ברלין וב-2005 התמנתה לקנצלרית גרמניה, תפקיד שבקרוב תפרוש ממנו אחרי 16 שנות כהונה.

לצפייה בטקס ההענקה:

[su_youtube url=”https://youtu.be/fKqzynZSMRk” width=”700″ height=”200″]

הטכניון יעניק תואר דוקטור לשם כבוד לקנצלרית גרמניה

היום (10 לאוקטובר) יעניק הטכניון תואר “דוקטור לשם כבוד” לקנצלרית גרמניה ד”ר אנגלה מרקל בטקס שיתקיים בירושלים. ד”ר מרקל, שצפויה להגיע לישראל (לאחר דחיית ביקורה באוגוסט), תקבל את התואר על תמיכתה האיתנה והעקבית במדינת ישראל, במדע ובהשכלה בכלל ובקשרי המדע בין גרמניה וישראל בפרט; על מאבקה חסר הפשרות באנטישמיות ובגזענות; ועל היותה מופת לשילוב בין מנהיגות נדירה, תבונה ואנושיות.

Bundespresseamt/Federal Press Office
Bundespresseamt/Federal Press Office

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר כי “הקנצלרית מרקל נתפסת בעיני רבים כמנהיגה הבולטת של זמננו. דרכה הובילה אותה מקריירה מדעית מרשימה בכימיה קוונטית לקריירה מדינית יוצאת דופן בעידן של שינויים טקטוניים – מסיומה של המלחמה הקרה ועד איחודה של גרמניה. בתקופת כהונתה היא הנהיגה את גרמניה ואת אירופה כולה נוכח משבר כלכלי גלובלי וקליטת מהגרים ממלחמות אזרחים ומסכסוכים חמושים אחרים במזרח התיכון ובאפריקה.”

פרופ’ סיון הוסיף כי “כמנהיגה החותרת בהתמדה לשיפור חייהם של מיליונים ברחבי העולם, הקנצלרית מרקל מעולם לא היססה להתייצב נוכח האתגרים העולמיים והמקומיים ולהתמודד עם המציאות על מצוקותיה. את אלה עשתה תוך הפגנת חמלה ואחריות חברתית.”
פרופ’ סיון הודה לקנצלרית מרקל ואמר: “אנו מצדיעים לך על כל מה שהענקת לגרמניה, לישראל ולאנושות. לעולם נהיה אסירי תודה.”

בטקס שיתקיים בירושלים היום, יום ראשון, יעניק נשיא הטכניון פרופ’ סיון לקנצלרית מרקל את תואר הכבוד. במעמד החגיגי ישתתפו יו”ר הוועד המנהל של הטכניון מר גדעון פרנק, חתן פרס נובל פרופ’-מחקר אהרן צ’חנובר, נשיא הטכניון לשעבר פרופ’-מחקר יצחק אפלויג, נשיא הטכניון לשעבר ויו”ר אגודת ידידי הטכניון בישראל פרופ’ פרץ לביא, המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ’ עודד רבינוביץ’, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ אלון וולף, דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון פרופ’ מרסל מחלוף וסטודנטיות לתארים מתקדמים – לינה מדלג’ (הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי) ואסיל שומר (הפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון).

הקנצלרית מרקל, ילידת 1954, היא בעלת תואר דוקטור בכימיה קוונטית מהאקדמיה הגרמנית למדעים בברלין. היא נכנסה לחיים הפוליטיים בשנת 1989 לאחר נפילתה של חומת ברלין. ד”ר מרקל, שנבחרה לקנצלרית גרמניה ב-2005, תפרוש בקרוב מהחיים הפוליטיים אחרי 16 שנים בתפקיד. היא האישה הראשונה שכיהנה בתפקיד זה.

הקנצלרית מרקל עמדה בראש המפלגה הנוצרית-דמוקרטית מאז שנת 2000 ועד 2018. בשנותיה כקנצלרית היא קידמה שיתוף פעולה בין-לאומי ותוארה כמנהיגה-בפועל של האיחוד האירופי. העיתון The New York Times הגדיר אותה כ”אחרונת המגינים של המערב הליברלי”. מרקל הפגינה תמיכה עקבית בישראל והתנגדות נחרצת לאנטישמיות. בברכתה לממשלה הישראלית החדשה שהושבעה ביוני 2021 היא אמרה כי ישראל וגרמניה “קשורות זו לזו בידידות ייחודית שאנו מבקשים לחזק.”

דוקטור לשם כבוד הוא ההוקרה הגבוהה ביותר שמעניק הטכניון לאישים שהתבלטו בפועלם המדעי יוצא הדופן או בתרומתם לישראל, העם היהודי והאנושות. עם מקבלי התואר בעבר נמנים חיים ויצמן (1952), אלברט אינשטיין (1953), נילס בוהר (1958), דוד בן גוריון (1962), יוג’ין ויגנר (1971), מרגרט תאצ’ר (1989) ויצחק רבין (1990). לרשימה המכובדת מצטרפת כעת הקנצלרית מרקל, המנהיגה המשפיעה ביותר בתקופתנו.

לצפייה בטקס – לחצו כאן

טרום טכניון

הלימודים בטכניון יחלו רשמית רק ב-24 באוקטובר, אבל כ-400 סטודנטיות וסטודנטים חדשים בטכניון כבר משתתפים בקורס הכנה מיוחד שהחל שלושה שבועות לפני פתיחת שנת הלימודים. יוזם הקורס, המשלב הכנה מתמטית עם מעטפת חווייתית וחברתית, הוא ד”ר אביב צנזור מהפקולטה למתמטיקה.

הקורס ניתן לסטודנטים ולסטודנטיות בחינם, כשירות מיוחד מטעם הטכניון, כדי להקל עליהם את ההתאקלמות בשנת הלימודים הראשונה. הוא מתקיים בקמפוס הטכניון במתכונת לימודים פנים אל פנים ובמקביל מוצע מסלול מקוון.

“סדנת ההכנה, שנועדה להכין את הסטודנטים ואת הסטודנטיות ללימודים בטכניון, היא שירות חשוב מאוד עבורם,” אמר המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ’ עודד רבינוביץ’. “השנה הראשונה בלימודים בטכניון בכל הפקולטות היא שנה מורכבת ומאתגרת במיוחד, והסטודנטים חשים בהבדל בין דרישות הלימודים בבית הספר לדרישות האקדמיות בטכניון. יתר על כן, בתקופת הקורונה נוספה לכך הלמידה בזום שפגעה בהרגלי הלמידה של הסטודנטים. חשוב לנו שיתחילו את הלימודים ברגל ימין.”

פרופ’ רבינוביץ’ אמר כי “הצלחתם של הסטודנטים והסטודנטיות היא ההצלחה שלנו, ולכן אנחנו פועלים ככל יכולתנו כדי לסייע להם בתהליך ההתאקלמות בטכניון. לא הסתפקנו רק בסדנת הכנה אקדמית ובהשלמת פערים במתמטיקה, אלא הכנסנו לקורס ההכנה גם ממד חברתי שחלק מרכזי בו הוא עצם השהות הפיזית והלמידה בקמפוס. הטכניון אפשר לסטודנטים המעוניינים בכך להקדים את מועד כניסתם למעונות כדי שיוכלו ליהנות מהקרבה לכיתות ומהאווירה החברתית של הקמפוס כבר במהלך סדנת ההכנה. ראוי לציין שכל הגורמים האקדמיים והמנהליים בטכניון ובראשם לימודי הסמכה נרתמו בשמחה לטובת הקורס. עברנו שנה וחצי מאתגרות בהחלט, וזוהי הסנונית הראשונה של חזרה לשגרת לימודים מוצלחת בקמפוס.”

שנת הלימודים הראשונה בטכניון מורכבת בחלקה הגדול מקורסי מבוא במתמטיקה, פיזיקה, כימיה ומחשבים. הניסיון שהצטבר בטכניון מלמד שהכנה טובה משפרת מאוד את ההשתלבות בלימודים ואת הישגיהם של הסטודנטים. זה הרקע לפתיחת הקורס החדש, שיינתן כאמור בחינם לסטודנטים החדשים שנרשמו אליו. קורס זה, בהיקף 40 שעות לימוד, יעניק לסטודנטים היכרות ראשונית עם דרישות המתמטיקה בטכניון ועם עולם המושגים הרלוונטי. הלימודים מתקיימים במבנה של כיתה הפוכה ומתבססים על קורס ההכנה המתוקשב של הטכניון. הסטודנטים משתתפים בתרגולים עם מיטב המרצים והמרצות למתמטיקה בטכניון, תרגול בקבוצות למידה ופגישות עם סטודנטים ותיקים שישמשו חונכים לסטודנטים החדשים. התוכן הלימודי בקורס יהיה מתמטי, אולם המשתתפים ייהנו גם מסדנאות של מרכז היזמות בטכניון ושל המרכז לייעוץ ותמיכה בסטודנטים (אסטרטגיות למידה וניהול זמן), הרצאות על בריאות וסיור במרכז הספורט שהוא מהמתקדמים בארץ, וממפגשים עם סטודנטים ותיקים והיכרות עם מרחבי הלמידה ושירותים אחרים בקמפוס, מפעילויות חברה ותרבות של לשכת דיקנית הסטודנטים ועוד.

המסע אל רקמת היעד

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת צפון קרוליינה (UNC) פיתחו אלגוריתם המוביל מחטים ניתוחיות במסלולים תלת-ממדיים מעוקלים. החוקרים – ד”ר אורן זלצמן מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב בטכניון ופרופ’ רון אלטרוביץ’ ומנגיו פו מצפון קרוליינה – פרסמו את הפיתוח בכנס היוקרתי Robotics: Science and Systems  שהתקיים לאחרונה במתכונת מקוונת.

ד"ר אורן זלצמן
ד”ר אורן זלצמן

פעולות רפואיות רבות, כגון ביופסיה ושיגור ממוקד של תרופות אנטי-סרטניות לגידולים, מצריכות הובלה של מחט בתוך הרקמה. מחטים ישרות יכולות “לעשות את העבודה” במקרה שהדרך הישרה מנקודת הכניסה אל רקמת היעד אינה עוברת דרך רקמות פגיעות; אולם במקרים רבים, רקמת היעד “מסתתרת” מאחרי עצם או רקמה פגיעה כלשהי, ואז נדרש המנתח לעקוף את המכשול – משימה קשה ומורכבת, בוודאי כשמדובר באזורים פגיעים ורגישים.

בשנים האחרונות פותחו על רקע זה מחטים בעלות חוד משופע, הנשלטות על ידי דחיפה וסיבוב של בסיס המחט. הבעיה היא שהכוונתן של מחטים כאלה אינה פשוטה ואינטואיטיבית, וניהוגן הידני כרוך בסיכונים רבים. לשם כך פותחו “אלגוריתמים לתכנון תנועה” שמטרתם לכוון את המחט באופן מדויק ובטוח. אלגוריתמים אלה מפגינים יכולות מרשימות, ועדיין, מאחר שמדובר בתהליכים פולשניים, הדיוק הנדרש גבוה מאוד, אחרת מערכות אלה לא יקבלו אישור רגולטורי.

הפיתוח שהציגו שני החוקרים בכנס הוא אלגוריתם תכנון תנועה חדשני למחטים הניתנות לניהוג, והוא ממחיש את חשיבותם של מדעי המחשב בפתרון של בעיות הנוגעות לרפואה ולהנדסה ביו-רפואית. האלגוריתם החדש מחשב עבור המחט, על בסיס סריקות רלוונטיות כגון MRI או CT, את המסלול האופטימלי שיוביל אותה אל היעד תוך הימנעות מפגיעה במכשולים אנטומיים שונים. בניגוד לאלגוריתמים קיימים, אלגוריתם זה מספק “ערבות” (guarantee) שהמחט לא תפגע ברקמות אלה; במקרה שאין אפשרות לכניסה בטוחה כזו הוא יתריע על כך. יתר על כן, הוא מחשב את המסלול במהירות גבוהה יחסית לאלגוריתמים מתחרים ובשיעורי הצלחה גבוהים יותר. לדברי החוקרים, הטכנולוגיה שהוצגה בכנס מהווה פרדיגמה אלגוריתמית חדשה (new algorithmic foundation) הצפויה להוביל ליישומים נוספים בניהוג מחטים ניתוחיות.

ד”ר אורן זלצמן הצטרף לסגל הטכניון בקיץ 2019 אחרי פוסט-דוקטורט במכון לרובוטיקה באוניברסיטת קרנגי מלון. הוא ראש המעבדה לרובוטיקה חישובית (CRL) בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב. המחקר הנוכחי נתמך על ידי מכוני הבריאות האמריקאים (NIH) , משרד המדע והטכנולוגיה הישראלי והקרן הדו-לאומית למדע ארה”ב-ישראל (BSF).

להמשך קריאה על הפיתוח – לחצו כאן

באיור: שלושה מבטים על ביופסיה של הריאה בטכנולוגיה החדשה. המחטים (בירוק) נעות אל המטרה תוך עקיפה של מכשולים אנטומיים ובהם כלי דם גדולים (באדום), רקמת הריאה (באפור) והסמפונות (בחום) – הצינורות המחברים את קנה הנשימה לריאות.
באיור: שלושה מבטים על ביופסיה של הריאה בטכנולוגיה החדשה. המחטים (בירוק) נעות אל המטרה תוך עקיפה של מכשולים אנטומיים ובהם כלי דם גדולים (באדום), רקמת הריאה (באפור) והסמפונות (בחום) – הצינורות המחברים את קנה הנשימה לריאות.