חוקרים בטכניון ובמרכז הרפואי שיבא פיתחו טכנולוגיה יעילה לייצור שתלים אסתטיים מתפקדים, מותאמים אישית, לשיקום אוזניים שלא התפתחו כראוי.
מיקרוטיה ((Microtia היא אוזן שהתפתחותה אינה תקינה ולכן היא קטנה ומעוותת. תופעה זו מתרחשת בכ-0.1 עד 0.3 אחוז מהלידות. לעיתים, מעבר למצוקה האסתטית, מעורבים בתופעה זו גם ליקויי שמיעה.
מאחר ששלד אפרכסת האוזן הוא סחוסי, מקובל לשקם מיקרוטיה באמצעות רקמת סחוס צלעי (costal cartilage) הנלקחת מאזור החזה של המטופל. שיטה זו כרוכה בכאב ובאי נוחות כמו גם בסיכון לסיבוכים נוספים. יתר על כן, יצירה של אוזן הדומה במדויק לאוזן השנייה מתבססת על כישוריו היצירתיים של המנתח ועל יכולות כירורגיות גבוהות.
ד”ר שירה לנדאו
כתב העת Biofabrication מדווח על פריצת דרך בנושא זה, שהושגה בשיתוף פעולה בין פרופ’ שולמית לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון לבין ד”ר שי-יצחק דובדבני, רופא בכיר במחלקת אף אוזן גרון וכירורגיית ראש-צוואר וראש המעבדה להנדסת רקמות במרכז הרפואי שיבא.
במחקר זה רתמו החוקרים טכנולוגיות חדשות של הנדסת רקמות, שפותחו במעבדת לבנברג בהובלת הפוסט-דוקטורנטית ד”ר שירה לנדאו, ליצירה של שלד מתכלה שעליו גדל שתל אפרכסת מותאם אישית.
השלד הייחודי, המאפשר יצירה של אוזן חיצונית אסתטית ויציבה, מיוצר בהדפסת תלת-ממד על פי הדמית CT. זהו שלד מתכלה (biodegradable) שעליו גדלים כונדרוציטים – תאים מתמחים שמהם בנוי הסחוס – ותאי גזע מניזכימליים. השלד מכיל נקבים זעירים בגדלים שונים, המאפשרים לתאים להיצמד זה לזה לכדי רקמת סחוס יציבה.
החוקרים מסבירים כי יצירת אפרכסת מהונדסת מתאי המטופל עצמו, תפחית את הסבל והסיכון הנגרם לילדים כתוצאה מקצירת סחוס צלעי מגופם. בנוסף, היא תאפשר לבצע את הניתוחים כבר בסביבות גיל 6 ולא אחרי גיל 10 – כנהוג כיום. הקדמת הניתוח לגיל צעיר יותר, עשויה לצמצם את ההשלכות הפסיכולוגיות של מיקרוטיה על ילדים.
החוקרים עקבו אחר גדילת הסחוס בשלד במעבדה במשך עשרה ימים עד 6 שבועות ואז השתילו את האוזן במודל עכבר. התוצאה: קליטה מוצלחת של השתל ותפקוד ביו-מכני טוב של האוזן המלאכותית.
לדברי פרופ’ לבנברג, “אחד האתגרים במחקר היה למצוא שיטה מתאימה להדפסה התלת-ממדית, שכן יצירה של אוזן מחייבת שימוש בחומרים המתכלים בגוף בלי להזיק לו אבל במבנה חיצוני מאוד מדויק ועם נקבים זעירים. את כל זה הדגמנו במחקר הנוכחי, ואנו מעריכים כי אפשר יהיה להתאים את הטכנולוגיה שלנו ליישומים נוספים כגון שיקום אף ויצירה של שתלים אורתופדיים שונים”.
ד”ר דובדבני מציין: “במחקר זה השגנו פריצת דרך משמעותית הודות לשילוב בין העולם הקליני לעולם המחקרי ולשיתוף הפעולה בין רופאים לחוקרים. מחקר זה הוא אבן דרך נוספת במעבר לטכנולוגיות מתקדמות ברפואה, שבהן השימוש בתלת-ממד ובהנדסת רקמות יהווה חלק נכבד וייתן מענה מיטבי ומתקדם למטופלים”.
שיתוף פעולה בין חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת אוטרכט בהולנד שופך אור על סוגיית “אי-הרגישות המבנית” בתהליכי קטליזה. המחקר שהתפרסם ב-Nature Communications נערך בהובלת ד”ר שרלוט ווגט מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון ובשיתוף פרופ’ ברט ווקהויזן מאוניברסיטת אוטרכט בהולנד.
ד”ר שרלוט ווגט
קטליזה היא כלי חיוני במגוון רחב של תעשיות לרבות תעופה, בנייה, זיקוק נפט, מזון ותרופות. כלי זה מייצר שינוי משמעותי במולקולה נתונה באמצעות קטליסט – זָרָז בעברית. הזרז עצמו הוא חלקיק זעיר המעורר תהליך כימי. זרזים מסוימים, לדוגמה, מניעים היווצרות של אמוניה, שהיא חומר חיוני לחקלאות. האמוניה נוצרת מאינטראקציה בין מולקולות של מימן וחנקן – אינטראקציה שאינה מתרחשת ללא זירוז כזה.
ד”ר ווגט חוקרת כבר שנים רבות נושאים הקשורים בקטליזה, והמאמר הנוכחי הוא כבר המאמר החמישי שלה, כמחברת ראשית, המתפרסם בכתבי העת של קבוצת Nature. לדבריה, “מאז ומתמיד הפתיעה אותי העובדה שקטליזה, שהיא אחד מתהליכי הייצור החשובים ביותר, אינה זוכה להתייחסות מספקת מהזווית של מחקר בסיסי. אחת הסיבות לכך היא רמת הסיבוך של תהליכים אלה – אינספור אירועים חשובים המתקיימים בעת ובעונה אחת.”
בעבודת הדוקטורט שלה באוניברסיטת אוטרכט בחנה ד”ר ווגט תופעה הקרויה רגישות מבנית. “פירושה של תופעה זו הוא שלא כל האטומים שעל פני השטח של הזרז פעילים באותה מידה בתהליך הקטליטי. לחלקיקים גדולים יותר יש שטח פנים מישורי רב יותר. לחלקיקים קטנים יותר, מנגד, יש יותר אזורים בלתי-מישוריים. תגובות קטליטיות מסוימות אופייניות יותר לאזורים מישוריים ואחרות לאזורים בלתי מישוריים. לעתים חלקיק גדול יותר יהיה יעיל יותר מחלקיק קטן, ולפעמים להיפך.”
אחרי שנים של עיסוק בסוגיית הרגישות המבנית החליטה ד”ר ווגט לחקור את הצד השני של המטבע: אי-רגישות מבנית. “כפי שאמרנו, אנחנו רגילים שהקטנת החלקיק משנה את התגובתיות שלו, וקוראים לזה רגישות מבנית; אבל במקרים רבים, שינוי גודל החלקיק אינו משנה את פעילותו. התופעה הזאת, אי-רגישות מבנית, הפליאה חוקרים רבים במשך עשרות שנים, ועם זאת עדיין לא נמצא לה הסבר מניח את הדעת.”
המחקר התבסס במידה רבה על Operando spectroscopy, טכנולוגיה המאפשרת לאפיין את הזרזים בשעת פעילותם.
במחקר הנוכחי הראו ד”ר ווגט ועמיתיה כי אי-רגישות מבנית אינה תכונה מהותית; לאמיתו של דבר, החלקיק הננומטרי פשוט מתארגן מחדש כך שהוא חושף רק אתרים מסוימים על פני השטח שלו. יתר על כן, באמצעות טיפול פשוט בחלקיק אפשר להחזיר לו את רגישותו המבנית וכך להפוך אותו לאמצעי יעיל בתהליכי קטליזה. גילויים אלה התבססו על כמה כלים מחקריים מתקדמים ובהם בחינה של החלקיקים במאיצי חלקיקים ותחת קרני X.
הסוגיות הסביבתיות הן מניע מרכזי בעבודתה של ד”ר ווגט. “בתור ילדה הייתי מודאגת מאוד מגשם חומצי. בסופו של דבר נמצא לכך פתרון מסוים והוא מבוסס על קטליזה. גם עכשיו, בהקשר של שינויי אקלים, קטליזה היא הפתרון, משום ששיפור הקטליזה באמצעות הגדלת האקטיביות של הזרז עשוי להוביל לצמצום פליטות הפחמן. יותר מכך, אנחנו יודעים כיום שגם שיפור מינורי של הקטליזה יכול להוביל לצמצום דרמטי בפליטת הפחמן. לכן לכל פריצת דרך בתחום הקטליזה עשויות להיות השלכות משמעותיות על תהליכים כגון זיקוק נפט ויתר על כן, על צמצום התלות שלנו בדלקים מחצביים כגון נפט.”
ד”ר ווגט, בת 30, נולדה בהולנד וגדלה ביוסטון, טקסס. באוניברסיטת אוטרכט בהולנד היא השלימה את כל תאריה בכימיה וכן תואר שני במינהל עסקים. בין לבין היא פתחה עסק בתחום הביגוד והתנדבה בסיוע לילדים במונגוליה.
לישראל הגיעה ד”ר ווגט במסגרת הדוקטורט, ובתקופת שהותה במכון ויצמן התאהבה בישראל ובישראלים. “אני לא בטוחה שאתם מבינים מה יש לכם כאן,” היא אומרת. “שמש, ים, אוכל מדהים, פתיחות אנושית. כאישה אני מוצאת כאן המון יתרונות, כי יש לנו כאן הרבה יותר הזדמנויות ושוויון הזדמנויות. לתחושתי, כאן, בניגוד להולנד, אין ניגוד כל כך ברור בין קריירה ומשפחה.”
גם כמדענית היא אהבה את מה שמצאה כאן – “תרבות של ידע ומחקר שמעודדת גם מחקר לשמו וגם מחקר שנועד לשיפור העולם. אישית אני אוהבת מחקר בסיסי שיש לו אופק טכנולוגי ויישומי, אבל חשוב שיהיו גם מדענים השקועים בתוך המדע הבסיסי, וזה דבר שמאפיין מאוד את ישראל. לכן אני שמחה שיש גופים כמו הקרן הישראלית למדע שמקדמים מדע בסיסי ולא מתנים את המענקים בהבטחה יישומית. זאת סביבה שמאפשרת למדענים ‘לשחק’ עם רעיונות וניסויים באופן שמאוד מעודד יצירתיות ופריצות דרך.”
בשנת 2018 קיבלה ד”ר ווגט את מלגת ות”ת לסטודנטים זרים מצטיינים; בשנת 2019 היא זכתה בפרס “מדענית יוצאת דופן” מטעם האגודה הישראלית לוואקום (IVS) וחברת אינטל, זאת על “הישגים יוצאי דופן בראשית הקריירה” ובמלגת נילס סטנסן; והשנה היא נכללה ב- Forbes 30 Under 30 – רשימת 30 החוקרים המובילים באירופה בתחומי המדע והרפואה – וקיבלה את Clara Immerwahr Award, פרס הניתן למדעניות מבריקות הנמצאות בתחילת הקריירה שלהן כדי שיצליחו בעבודתן ויהוו מודל לחיקוי עבור נערות ונשים צעירות.
תגובות מסוימות מאופיינות ברגישות מבנית ואילו אחרות, לכאורה, אינן כאלה.
לטכניון היא הגיעה במסגרת חיפושיה אחר מקום להשתקע בו כחברת סגל. “מה שראיתי במרכז זיסאפל לננו-אלקטרוניקה בטכניון הדהים אותי. יש כאן תשתיות ממש מעולות, למשל במיקרוסקופייה, וציוד מתקדם שלא היה לי בהולנד; כחוקרת בהולנד נאלצתי לטוס לא מעט לארצות הברית בשביל ניסויים מסוימים, ועכשיו יש לי הכל כאן לידי. בנוסף מתקיים בטכניון שילוב מופלא של חופש וסדר – נותנים לך להתפתח בכיוון שבחרת ו’לשחק’ עם רעיונות ואפשרויות, אבל גם מספקים לך תמיכה עצומה שמאפשרת לך לעשות את הדברים האלה בתוך מסגרת מאוד תומכת ומעצימה.”
במרץ 2021 הקימה ד”ר ווגט בטכניון את המעבדה לקטליזה לדלקי העתיד. בנוסף להיותה חברת סגל בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך היא חברה בתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון. מלבד התשתיות והרוח הטכניונית היא מדגישה את חשיבותו של ההיבט האנושי בעבודתה כאן. “מהרגע שהגעתי לפקולטה נכנסו כל הזמן אנשים שלא הכרתי כדי להגיד שלום, לברך אותי ולומר שישמחו לעזור ולשתף פעולה. את הגישה הישראלית הזאת רואים גם בסטודנטים שלנו – הם לא רק חכמים אלא גם חצופים בקטע טוב. הם יוזמים ומציעים הצעות ולא מחכים שיגידו להם מה לעשות, ויש להם מוטיבציה לשנות את העולם. מעבר לכך, החוקרים והסטודנטים הישראלים חושבים רחוק, במונחים של פריצות דרך.”
אחד האתגרים העיקריים הניצבים בפני האנושות במאה הנוכחית הוא ייצורם של דלקים וחומרים אחרים ממקורות אלטרנטיביים כגון פחמן דו-חמצני ופסולת ביו-מסה.
בשבועות האחרונים נכנס הטכניון להילוך גבוה בטיפול הסביבתי בפסולת, זאת באמצעות הצבה של מאות מכלים שונים המיועדים להפרדת האשפה ולמיחזורה. ברחבי הקמפוס בבנייני הפקולטות ובבנייני ההוראה והמנהלה המרכזיים (בית הסטודנט, אולמן, הסנט וצ’רציל) הוצבו עשרות עמדות מחזור ובהם מכלים שקופים לאיסוף סוללות, מכלים כחולים (לנייר, מחברות, עיתונים ואריזות קרטון קטנות), מכלים אדומים (לפחיות ובקבוקים לפקדון) ומכלים שחורים (לפסולת אלקטרונית קטנה). היעד של כולנו הוא לצמצם ככל האפשר את הפסולת המיועדת להטמנה.
אגף התפעול ומרכז הקיימות בטכניון מקיימים בקמפוס פעילות נרחבת, במגוון היבטים הקשורים לאיכות הסביבה: התייעלות אנרגטית, שימוש בנייר ממוחזר, הפחתת אשפה המיועדת להטמנה, הפחתת שימוש בכלים חד פעמיים, מיחזור ועוד. כל זאת במסגרת הפיכת הטכניון לקמפוס ממחזר הפועל למען הסביבה. בשלב הבא (לקראת סוף רבעון 1 של 2022) ובשיתוף עם תאגיד “תמיר”, יוכנסו פחים כתומים וסגולים למסתורי האשפה המפוזרים במעונות הסטודנטים וברחבי הקמפוס, זאת כדי לאפשר מחזור אריזות ביתיות.
1000 תלמידות תיכון מצטיינות מכל הארץ השתתפו ב-TechWomen2021, אירוע שנועד לעודד תלמידות תיכון מצטיינות להשקיע ולהמשיך בלימודי מתמטיקה ומדעים. האירוע שהתקיים השנה בפעם השביעית, התקיים באופן מקוון ושודר מהאולפן בטכניון לעשרות כיתות ברחבי הארץ.
ד”ר אפרת סבח, מנחת האירוע
אירועי TechWomen מתקיימים באדיבות הקרן להעצמת בנות ע”ש רוזלין אוגוסט. רוזלין, שביקרה בטכניון באירוע 2018TechWomen, תורמת לפעילות זו מתוך אמונה בחשיבות עידודן של נשים צעירות לבחור במסלולים מדעייים-הנדסיים. היא בירכה את התלמידות מביתה בפלורידה, ארה”ב, וסיפרה להן כי גדלה בסביבה שהדגישה כל מה שילדות, נערות ונשים אינן יכולות לעשות – לנהל עסקים, לדוגמה. היא נולדה בווירג’ינה למשפחה של מהגרים יהודיים ורצתה לנהל את העסק המשפחתי, אבל אביה אמר לה שזה “ביזנס שאינו מתאים לנשים”. למרות זאת היא השלימה בסופו של דבר לימודי מנהל עסקים והפכה את העסק המשפחתי לאימפריה. “תמיד הרגשתי שנשים יכולות לעשות כל מה שירצו,” היא אמרה לתלמידות. “השקעתי בתוכנית TechWomen כדי שתבואו ללמוד בטכניון, תצאו לעולם ותשנו אותו לטובה. אני מאמינה בכן בכל ליבי ובטוחה שתעשו דברים מדהימים, ואין לי ספק שאחרי שתבלו קצת זמן בטכניון תתאהבו בו כמוני.”
פרופ’ אילת פישמן, דיקנית הסטודנטים בטכניון, בירכה את התלמידות ואמרה כי “הגעתי לטכניון בשביל השילוב בין כימיה, ביולוגיה והנדסה – שילוב שמצאתי בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. אחרי תואר ראשון ושני יצאתי לתעשייה אבל הבנתי שכדי להתקדם אצטרך תואר שלישי – ומאז אני כאן. אני עוסקת במחקר מגוון בנושאים כגון תחליפי חלבון מהצומח, בשר מתורבת, ייצור ביו-דלק ופיתוח תרופה חדשה לאלצהיימר. כיום 44% מהסטודנטים בטכניון הן סטודנטיות, ועד שתצטרפו אלינו כבר נתקרב ל-50%.”
מקום מעולה להתחיל בו
את האירוע הנחתה האסטרופיזיקאית ד”ר אפרת סבח, שהשלימה שלושה תארים בפקולטה לפיזיקה בטכניון. היא סיפרה כי “כילדה תמיד שאלתי שאלות על העולם מסביבי, ואבא שלי, שאינו מדען ולא מהנדס, גילה המון סבלנות לשאלות האלה. כיום אני יודעת שהלימודים בטכניון נותנים לנו את הרקע שמאפשר לנו לעשות כל מה שנרצה. לכן, גם אם אתן לא בטוחות מה תעשו כשתהיו גדולות, הטכניון הוא מקום מעולה להתחיל בו.”
ד”ר אוקסנה סטלנוב, חברת סגל בפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל, הציגה בפני התלמידות את מעבדתה הייחודית. היא סיפרה להן על הקריירה המחקרית שלה בתחום הקרוי אווירואקוסטיקה – היווצרות גלי קול כתוצאה מאינטראקציה של זורם עם מבנים דינמיים. אחרי לימודים ממושכים ועבודה כעמיתת מחקר באוניברסיטת סאות’המפטון, היא מספרת, היא החליטה לשוב ארצה, “וכאן הגשמתי חלום – הקמתי בישראל את מנהרת הרוח השקטה הראשונה בארץ.”
מה שיפה במדע
ד”ר עדי חנוכה, שהשלימה שלושה תארים בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי, הציגה את הדרך שעברה בטכניון ואחריו. “כבר בתואר הראשון התחלתי לפתח מערכת לניטור נתונים פיזיולוגיים על סמך תנועות עפעפיים, ובשנים הבאות הדרכתי סטודנטים בהמשך הפרויקט הזה. בתארים המתקדמים עבדתי על פיתוח מאיצי חלקיקים קטנים לשימושים רפואיים. מה שיפה במדע זה שכשאתה מתחיל מחקר אתה יודע לאן אתה מכוון אבל אין לך מושג אילו דברים תגלה בדרך. מה שבטוח הוא שהטכניון נתן לי ארגז כלים מעולה שליווה אותי בפוסט-דוקטורט ורלוונטי מאוד גם בסטארטאפ שאני עובדת בו כיום בקליפורניה.”
תלמידות מבית הספר הרב תחומי בצפת צופות באירוע.
אירועי TechWomen כבר הובילו תלמידות תיכון רבות לבחור בטכניון. אחת מהן היא נור ג’ומעה, ילידת טייבה, שהגיעה לפני שלוש שנים ל-2018TechWomen בהמלצת המורה שלה למתמטיקה וחזרה, ליתר ביטחון, גם ל-2019TechWomen. “בפעם השנייה כבר היה לי ציון פסיכומטרי טוב, במחשבה שאלמד הנדסת חשמל, אבל שבועיים לפני הרישום שיניתי את ההחלטה ובחרתי בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון. למה? כי למדתי גם כימיה בתיכון ורציתי מסלול שמשלב כימיה, פיזיקה ומתמטיקה. כעת, בגיל 21, אני כבר בשנה השנייה, משוכנעת שבחרתי נכון ומאוהבת במקצוע הזה. יותר מזה, אני בטוחה שבסוף התואר אמשיך מייד לתואר שני כאן. כן, קשה בטכניון, אבל היופי הוא בקושי, וגם ככה תמיד הייתי תמיד חנונית שעסוקה בתרגילי מתמטיקה, אז אני רגילה לעבוד קשה.”
גם ניקול וולובה השתתפה באירוע 2018TechWomen. באותה תקופה היא למדה בבית הספר ויצו נהלל במסגרת נעל”ה ותוכנית “אנייר” של ארגון החינוך העולמי World ORT. אחרי האירוע היא עוד התלבטה איזה תחום ללמוד בטכניון ובסופו של דבר בחרה בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי. “זאת בחירה מצוינת כי הפקולטה הזאת מאוד מגוונת ויש המון בחירה אחרי השנה הראשונה. אני, לדוגמה, הבנתי בשנים האלה שהכיוון שלי הוא מחשבים ולפי זה אני בוחרת את הקורסים.” ניקול לומדת בטכניון במסגרת העתודה האקדמית וכעת היא כבר בשנה האחרונה ללימודיה, שאחריה תתחיל את שירותה הצבאי.
ארבע סטודנטיות מהטכניון הציגו לאחרונה פיתוח מקורי בתערוכת אקספו 2020 שהתקיימה בדובאי. התערוכה, שבה משתתפות 192 מדינות ובהן ישראל, היא מפגש תרבותי, טכנולוגי וכלכלי מהגדולים בעולם, והצוות הטכניוני הציג שם את הפיתוח ב-17 בנובמבר.
הפיתוח האמור – Drawing Dreams – הוא פרי שיתוף פעולה בין אורית, אימה של שני, לדנה גור-גלברד, הדס ויזמן, מרינה גבינסקי ומור היינריך – כולן סטודנטיות במסלול לתואר שני בעיצוב תעשייתי (M.I.D). את המסלול מוביל פרופ’ עזרי טרזי מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים.
הצוות הוזמן לתערוכה בדובאי בעקבות זכייתו בתחרות Global Innovation Challenge של עמותת TOM, המקדמת פיתוחים טכנולוגיים המשפרים את חייהם של אנשים עם מוגבלויות. האבטיפוס הראשוני שזכה בתחרות פותח בהתאמה אישית לשני, ילדה בת שש שנולדה עם שיתוק מוחין (CP). “אחד מחלומותיה של שני הוא לצייר,” מספרת אימה אורית זיגמן, “אבל בשל מוגבלותה היא אינה מתפעלת את ידיה בצורה יעילה והיא מתקשה להרים אותן לטובת פעילות על שולחן, לדוגמה ציור. לכן, כשהצטרפתי לאתגר של TOM, ושאלו מה הדבר ששני הייתה הכי רוצה, סיפרתי להם על חלום הציור. בסופו של דבר יצא שהמערכת שפיתחנו יחד מאפשרת לשני לא רק לצייר אלא גם לאכול, לראשונה בחייה, בכוחות עצמה. אי אפשר להפריז בחשיבות המתקן לשני ובשינוי שעשה בחיינו.”
המוצר המותאם-אישית שפיתחה הקבוצה הוא מתקן המחזיק ותומך בידיה של שני – דבר שעד כה נעשה באופן ידני על ידי המטפל בזמן ששני מציירת, משתמשת בטאבלט וכו’. השרוולים המחזיקים את הידיים מחוברים למשטח עבודה כך שהמכלול כולו מאפשר לשני לעבוד במקומות שונים. זהו מתקן מתכוונן שאפשר להתאימו לפעילויות שונות ולשולחנות שונים.
לדברי דנה גור-גלברד, “הפיתוח נעשה בשיתוף פעולה מלא עם אורית, שהייתה חלק מהצוות לאורך כל הדרך – משלב הרעיון, דרך הבדיקות והשיפורים בשלבי הפיתוח ועד יצירת הפרוטוטייפ והצגתו בתערוכה. אין ספק שלהיותה של אורית חלק אינטגרלי מהצוות, ולא רק ‘לקוח’ שמקבל מוצר מוגמר, יש חלק גדול בהצלחת המוצר.”
לטובת ההצגה באקספו ייצרו הסטודנטיות דגם נוסף כדי שהדגם המקורי יישאר אצל שני. כמו שאר הפיתוחים בארגון TOM, גם המפרט של המוצר החדש עלה לאתר tomglobal.org וזמין חינם לכל המעוניין, זאת כדי שאפשר יהיה לייצר אותו בכל מקום בעולם באמצעים פשוטים יחסית כגון מדפסת תלת-ממד.
“זה היה תהליך ארוך ומאתגר,” אומרת גור. “התחלנו לעבוד עליו בקיץ ועבדנו קשה במשך כמה חודשים. במסגרת הליווי של TOM זכינו בסיוע מקצועי של מנטורים מקצועיים. אחד מהם הוא אלכס גכט, שלמד כמונו במסלול לעיצוב תעשייתי בטכניון. אנחנו מאמינות ש-TOM הוא ארגון משנה חיים ונפעל להידוק הקשר בינו לבין הטכניון. אנשי TOM כבר ארגנו כאן כמה אירועים, אבל אנחנו בטוחות שקשר מתמשך יניב פירות חשובים עבור אנשים עם מוגבלויות וקהילת הטכניון בכללותה”.
ארגון TOM נוסד לפני כשמונה שנים בישראל על ידי היזם החברתי ומייסד מכון ראות גידי גרינשטיין. תכליתו: לפתח טכנולוגיות זמינות עבור אנשים עם מוגבלויות ובני הגיל השלישי באתגרים שאין להם פתרון מסחרי זמין ונגיש.
מחקר שנערך בטכניון ובאוניברסיטת חיפה מצא כי “טיפוסים של בוקר” ו”חיות לילה” נבדלים ביניהם באוכלוסיית חיידקי המעיים, ה-microbiome.
המחקר נערך בשיתוף פעולה בין חוקרים וכמה קבוצות מחקר באוניברסיטת חיפה ובטכניון : פרופ’ ערן טאובר, ראש המעבדה לחקר שעונים ביולוגיים בחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה, פרופ’ תמר שוחט ותלמידת המחקר ליאל סטלמך לסק מהחוג לסיעוד ע”ש שריל ספנסר באוניברסיטת חיפה וד”ר נעמה גבע-זטורסקי, ראש המעבדה לחקר המיקרוביום בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, והדוקטורנט ממעבדתה- שקד קרסו. האתגר: לבדוק הבדלים בהרכבי חיידקי המעי בין אנשים שהם משכימי קום לבין אנשי לילה.
“זו הפעם הראשונה שהתגלה קשר בין חיידקי מערכת העיכול, דפוסי התזונה ודפוסי השינה של האדם,” אומר פרופ’ טאובר. “גילויים אלה עשויים לסלול את הדרך לשינוי דפוסים אלה באמצעות שינוי התפריט.”
לדברי פרופ’ שוחט, “כיום נהוג לחלק את בני האדם לשלושה ‘טיפוסי זמן’ שונים, שעל פי מחקרים קודמים כבר ידוע שהם נבדלים גנטית ביניהם: ‘עפרונים’, שהם אנשי בוקר שמתעוררים מוקדם וזמן הפעילות המיטבי שלהם הוא במהלך שעות הבוקר; ‘ינשופים’, שהם אנשי לילה שהולכים לישון מאוחר ומתקשים לתפקד בבוקר; וטיפוסי ביניים המהווים את רוב האוכלוסייה. במחקרים שנערכו בשנים האחרונות נמצאו הבדלים משמעותיים בין הטיפוסים השונים ברמה הפיזיולוגית והקוגניטיבית ובמבנה האישיות. ראוי לציין כי כמה מהמחקרים הקשורים למנגנונים הגנטיים המשפיעים על השעון הביולוגי עמדו במרכזו של פרס נובל ברפואה לשנת 2017.”
עדויות ראשונות שנאספו במעבדה של פרופ’ טאובר במחקר על זבובים מחזקות את הרעיון כי שינויים בהרכב החיידקים עשוי להשפיע על זהות טיפוסי השינה. מאחר שהגנים הקשורים לשעון הביולוגי זהים בין בני אדם וזבובים עלה הרעיון לבחון את קיומו של קשר דומה בקרב בני אדם. כך נולד המחקר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת The FASEB Journal.
החוקרים פנו לאוכלוסייה הכללית בארץ וגייסו מתנדבים שתרמו דגימות צואה ודיווחו על דפוסי השינה והתזונה שלהם. החוקרים איפיינו את הרכב חיידקי המעי של 91 מתנדבים משלוש הקבוצות של דפוסי השינה (אנשי לילה, אנשי בוקר וטיפוסי ביניים), על-ידי ריצוף DNA של דגימות הצואה.
תוצאות המחקר מצביעות על הבדלים בין חיידקי המעיים של ה”עפרונים” לבין אלה של ה”ינשופים”; אצל ה”עפרונים” נמצא שיעור גבוה של חיידקי Alistipes ואילו אצל ה”ינשופים”, החיידקים השכיחים יותר היו Lachnospira- חיידקים המייצרים בוטירט, שהיא חומצת שומן קצרה המייצרת אותות שונים הקשורים בשינה ובערות.
כאשר בדקו החוקרים באמצעות שאלונים את התפריט היומי של הנבדקים הם גילו גם כאן הבדלים משמעותיים בין טיפוסי היום לטיפוסי הלילה: טיפוסי היום אוכלים הרבה יותר פירות וירקות, שותים בעיקר מים ולא אוכלים פחמימות מורכבות; טיפוסי הלילה, לעומת זאת, אוכלים מאכלים עתירי שומן, הרבה בשר ופחות פירות, ושותים משקאות המכילים סוכר רב.
“מחקרים במעבדתנו ובמעבדות נוספות בתחום מראים שישנו קשר הדוק בין הרכב חיידקי המעי לבין מצבנו הבריאותי, אומרים ד”ר נעמה גבע-זטורסקי ושקד קרסו. “מחקר זה מתמקד באנשים בריאים ופותח צוהר לאפיון לא רק של סוגי החיידקים השונים בין דפוסי שינה שונים, אלא גם להבנה כיצד החיידקים מושפעים מהאדם וכיצד הם עשויים להשפיע עלינו.”
לדברי החוקרים עדיין מוקדם לדעת האם השוני בהרכב חיידקי המעי משפיע על השיוך לטיפוסי השינה השונים או מושפע ממנו, או שיש כאן סיבתיות מורכבת יותר. עם זאת, העובדה שנמצא לראשונה קשר כזה פותחת אפשרויות לבחינת הנושא. כאמור, העובדה כי ה”ינשופים” מאופיינים בריבוי חיידקים המייצרים בוטירט, חומצת שומן הקשורה לדפוסי שינה וערות, מחזקת את ההשערה שקיים קשר בין דפוסים אלה להרכב חיידקי המעי. בינתיים, ראיות ראשוניות שנאספו במעבדה של פרופ’ טאובר במחקר על זבובים מחזקות את הרעיון כי שינויים בהרכב החיידקים עשוי להשפיע על זהות טיפוסי השינה.
“סדר היום המקובל בחברה המערבית של ימינו מקשה פעמים רבות על טיפוסי הלילה,” אומר פרופ’ טאובר. “הם הולכים לישון מאוחר וצריכים לקום יחסית מוקדם למשימות היום, ולכן הם סובלים פעמים רבות ממחסור בשעות שינה. אנחנו יודעים גם שטיפוסי לילה רבים סובלים מבעיות כגון דיכאון, סוכרת והשמנת יתר. אנו מקווים שאם נוכל לשנות את אוכלוסיית חיידקי המעי באמצעות שינוי בתפריט נשפיע בכך על דפוס השינה כך שישפר את איכות החיים.”
טכנולוגיה מקורית שפותחה בטכניון מאפשרת לייצר רכיבים אופטיים מורכבים ומדויקים במהירות וללא צורך ביציקה ובליטוש. המאמר שהתפרסם בכתב העת Optica מתאר כיצד פולימר נוזלי הנמצא בתוך סביבה נוזלית מיוחדת מתעצב לצורות מורכבות על ידי הכוחות הפיזיקליים הפועלים עליו. לאחר שהפולימר מקבל את צורתו הסופית הוא מוקשח באמצעות קרינת UV והופך לעדשה מוצקה.
הממציאים, חוקרים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, מעריכים כי הטכנולוגיה החדשה תקדם ייצור מהיר של רכיבים אופטיים מורכבים על פי דרישה למגוון יישומים ובהם משקפיים ועדשות מגע, מערכות של מציאות מדומה ורבודה, דימות פנורמי, מיקוד קרינת שמש, כלי רכב אוטונומיים, מכשירי דימות רפואי, מיקרוסקופייה וטלסקופייה.
את המאמר הובילו מור אלגריסי, סטודנט לדוקטורט במעבדה של פרופ’ מורן ברקוביץ’, וד“ר ולרי פרומקין שהחל את פרויקט עיצוב הנוזלים בהיותו פוסט-דוקטורנט במעבדת ברקוביץ’ (כעת הוא פוסט-דוקטורנט ב MIT). הרעיון שבבסיס הטכנולוגיה עלה כשד”ר פרומקין ופרופ’ ברקוביץ’ נחשפו לדו”ח של הפורום הכלכלי העולמי, שם נטען כי ל-2.5 מיליארד בני אדם אין כיום גישה למשקפי ראייה, בעיקר במדינות מתפתחות שאינן מצוידות בתשתיות הדרושות לייצור אופטיקה, אולם מהר מאוד התברר להם שעזרי ראייה הם רק אחד היישומים הפוטנציאליים של ההמצאה.
“הטכנולוגיה שלנו צפויה לצמצם באופן דרמטי הן את זמן הייצור של רכיבים אופטיים מורכבים והן את מחירם,” אומר עומר לוריה, מהנדס מחקר במעבדה, שהיה שותף לכתיבת המאמר המדעי. “הטכנולוגיה שפיתחנו מאפשרת יצירה מהירה של עדשות חלקות במיוחד, בטופוגרפיות מורכבות וייחודיות, וזאת ללא צורך ביציקה ובליטוש ולא בציוד מתוחכם. בניגוד לשיטות ייצור אחרות כגון הדפסת תלת-ממד, זמן הייצור נותר קצר גם כשנפח הרכיב המבוקש גדל.”
ד”ר ולרי פרומקין
רוב העדשות האופטיות המוכרות לנו הן כדוריות או כדוריות בקירוב, אולם התקדמות המדע, הטכנולוגיה והרפואה מצריכה עדשות מורכבות יותר וסימטריות פחות. יצירתן של עדשות כאלה היא תהליך ממושך ויקר בשל הציוד הייעודי הנדרש לתהליך היציקה ולליטוש פני השטח. טכנולוגיות כגון חריטה וליתוגרפיה אומנם מאפשרות יצירה של עדשות מורכבות, אולם הן מוגבלות בגודל התוצר. טכנולוגיה רלוונטית נוספת היא הדפסת תלת-ממד, אולם מאחר שהיא מבוססת על הדפסת שכבות היא אינה מספקת את פני השטח הנדרשים להתקנים אופטיים מתקדמים. יתר על כן, משך ההדפסה גדל ככל שנפח הרכיב גדל.
הטכנולוגיה החדשנית שפיתחו חוקרי הטכניון שונה לגמרי ומבוססת כאמור על עיצוב של פולימר נוזלי בתוך נוזל אחר. אחד האתגרים הגדולים בגישה זו נובע מכך שעבור אופטיקה הגדולה מקוטר של כ-2 מילימטרים, כוח הכבידה מאפיל בעוצמתו על כוחות פני השטח, והתוצאה היא השטחה של חלקה העליון של העדשה במצבה הנוזלי. בעיה זו נפתרה על ידי החוקרים באמצעות התאמת מאפייניהם של הפולימר ושל הנוזל ההיקפי כך שכוח הציפה יקזז את כוח הכבידה.
בשיטה שפיתחו חוקרי הטכניון מוזרק הפולימר הנוזלי לתוך הנוזל הראשוני ומתעצב בתוכו בהשפעת יחסי הגומלין בין מתח הפנים של הנוזלים, הכוחות ההידרוסטטיים הפועלים עליהם וכוח הכבידה, זאת בסיוע מסגרת קשיחה המתחמת את היקף הפולימר הנוזלי. כאשר הפולימר מגיע לצורתו הסופי מופעלת עליו קרינת UV המקשיחה אותו והופכת אותו לעדשה מוצקה.
אחרי שהשתמשו בשיטה החדשה ליצירת עדשות כדוריות פשוטות הדגימו החוקרים את יעילותה בייצור רכיבים אופטיים בעלי גאומטריה מורכבת המכונה Freeform optics. במאמר ב-Optica הם מראים כי העדשות המתקבלות מאופיינות באיכות פני שטח הדומה לזו של עדשות המעובדות בטכנולוגיות הליטוש הטובות ביותר הקיימות כיום. במאמר הם מציגים “רמת חיספוס” של פחות מ-1 ננומטר, המושגת בתהליך מהיר ופשוט.
לדברי פרופ’ ברקוביץ’, “השיטה שלנו מאפשרת לייצר רכיבים בטווח עצום של גדלים וצורות מכל נוזל שאפשר להקשיחו, ויש כאן גם ערך סביבתי – זה תהליך שאינו מייצר פסולת.”
תהליך ייצור העדשה
החוקרים מעריכים כי בנוסף לייצור עדשות קשיחות תשמש הטכנולוגיה החדשנית גם ליצירת עדשות נוזליות, כלומר עדשות שישמשו כרכיבים אופטיים במצבן הנוזלי. כך תושג דינמיות של העדשה, שכן אפשר יהיה לשנותה על פי צורך באמצעות הזרקת פולימר נוזלי נוסף או בשינוי צפיפות הנוזל הראשוני שבתוכו נוצרת העדשה.
פרופ’-מחקר יעקב זיו מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי חוגג היום את יום הולדתו ה-90. נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון בירך אותו ואיחל לו מזל טוב ובריאות ועוד שנים רבות וטובות. נשיא הטכניון אמר לפרופ’-מחקר זיו כי “תרומותיך המדעיות שינו לעד את הדרך בה אנחנו מעבירים, אוגרים ומעבדים מידע. אתה מהווה מקור השראה לכולנו – מגדלור המסמן מצויינות מדעית ואת הפוטנציאל הטמון בה להתנעת מהפכות טכנולוגיות המשפיעות על חיי כלל האנושות.”
פרופ’ מחקר יעקב זיו
פרופ’ זיו, מהאישים החשובים בעולם המידע וממציאם של אלגוריתם למפל-זיו ואלגוריתם ויינר-זיו, זכה לאחרונה ב-IEEE Medal of Honor – מדליית הכבוד של האיגוד הבינלאומי למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה – לשנת 2021. המדליה הוענקה לו על תרומתו הנרחבת לתורת האינפורמציה ולדחיסת נתונים ועל מנהיגותו המחקרית יוצאת הדופן, ובכך היה לישראלי הראשון הזוכה בהכרה עולמית זו.
פרופ’-מחקר זיו נולד ב-27.11.1931 בטבריה. כשהיה בן שלוש עברה המשפחה לרעננה, שם ניהל אביו, בן ציון זיו, את בית הספר “מגד”; בית הספר “זיו” ברעננה נקרא על שמו. בן ציון לימד את הילדים דקדוק עברי ותלמוד, אבל יעקב נמשך תמיד להנדסה. הוא זוכר בית עמוס ספרים ובהם ספר ברוסית על מהנדס החשמל גוליילמו מרקוני, חתן פרס נובל בפיזיקה לשנת 1909. את הספר קרא יעקב בגיל 11 בעזרת מילון רוסי-עברי, וכשסיים בנה משדר על פי ההוראות שבספר בתוספת אלתורים. הוא המתין בקוצר רוח שהוריו יצאו מהבית ואז חיבר את המשדר לחשמל. באותו רגע נשמע פיצוץ גדול והאור בבית כבה, אבל ליעקב הייתה זו תחילת הדרך לפרס מרקוני היוקרתי שבו זכה כעבור עשרות שנים.
הוא זוכר לטובה את לימודיו בתיכון גימנסיה הרצליה ובעיקר את כרמי יוגב, מורה למתמטיקה ולפיזיקה ולימים מנהל הגימנסיה. אולם הלימודים נקטעו בשל מלחמת השחרור, ויעקב גויס בגיל 16. בתום המלחמה חזר לבית הספר וסיים במהירות את הלימודים. לאחר שירות סדיר בצבא כטכנאי מכ”ם הוא החל ללמוד בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון.
הוא השלים תואר ראשון ושני בפקולטה ואחריהם דוקטורט ב- MIT(ב-1962). לאחר כשמונה שנים של מחקר ופיתוח בחברת רפאל ובמעבדות בל בארצות הברית הוא הצטרף לסגל הטכניון. במרוצת השנים הוא כיהן בתפקידים בכירים ובהם המשנה לנשיא הטכניון לעניינים אקדמיים, יו”ר ות”ת ונשיא האקדמיה הישראלית למדעים. הוא חבר האקדמיה הלאומית של ארצות הברית והאקדמיה האמריקנית לאומנויות ומדעים. פרופ’-מחקר זיו זכה בפרסים יוקרתיים רבים ובהם פרס ביטחון ישראל (פעמיים), פרס ישראל במדעים מדויקים (1993), פרס מרקוני (1995), מדלית ריצ’רד המינג (1995), פרס שאנון (1997), פרס חזית הידע של קרן BBVA (2009) ופרס א.מ.ת. (2017).
בשנת 1977 פרסמו פרופ’-מחקר זיו ופרופ’ אברהם למפל מהפקולטה למדעי המחשב את הגרסה הראשונית של אלגוריתם למפל-זיו, ובשנת 1978 את הגרסה השנייה. שתי הגרסאות שימשו בסיס לטכנולוגיות דחיסה חיוניות ובהן TIFF ,PNG ,ZIP ו-GIF ומילאו תפקיד מרכזי בפורמטים PDF (למסמכים) ו-MP3 (למוזיקה). זהו אלגוריתם לדחיסת מידע המאפשר דחיסה ללא אובדן מידע ,(lossless compression) ללא תלות במבנה הנתונים וללא ידיעה מוקדמת של תכונותיהם הסטטיסטיות של הנתונים. על בסיסו של אלגוריתם זה פותחו רבות מטכנולוגיות הדחיסה המשמשות כיום בהתקני זיכרון, במחשבים ובמכשירי סמארטפון.
אלגוריתם למפל-זיו תרם לעולם, ללא תמורה, טכנולוגיה חסרת תקדים המאפשרת העברת מידע ויזואלי ואחר במהירות גבוהה ללא אובדן מידע. בשנת 2004 הכריז האיגוד הבינלאומי של מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה (IEEE) כי אלגוריתם למפל-זיו הוא “אבן דרך בהנדסת האלקטרוניקה והמחשבים” וכי הוא “תרם תרומה משמעותית להפיכתה של רשת האינטרנט לאמצעי אפקטיבי בתקשורת הגלובלית”.
פרופ’-מחקר זיו השתתף גם בפיתוחו של אלגוריתם ויינר-זיו במעבדות בל. אלגוריתם זה, המהווה כיום חלק ממערכת ההפעלה של מיקרוסופט, מאפשר את דחיסתן של תמונות רבות ממצלמות שונות, למשל במשחקי כדורגל, ואת שידורן בעת ובעונה אחת.
תארו לכם ניתוח בלי תפרים, בלי סיכות ובלי הדבקה, באמצעות פלסטר חכם שלא רק סוגר את החתך הניתוחי אלא גם מנטר את מצבו ומאיץ את ריפויו. יותר מכך, הפלסטר הזה מוצמד לעור לפני הניתוח והוא שמסייע להצמיד את שני צדי החתך זה לזה.
מוזר, כמעט דמיוני, אבל הקונספט האמור פותח לכדי אבטיפוס פעיל שיעילותו הודגמה במחקר שהתפרסם בכתב העת Advanced Materials. את הפלסטר הייחודי, המספק מידע שוטף על מצב הרקמה במהלך הניתוח ואחריו, פיתחו פרופ’ חוסאם חאיק והפוסט-דוקטורנט (כיום פרופ״מ) נינג טאנג מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.
ניתוח בשיטה הקונבנציונלית מבוסס על חיתוך הרקמה, ביצוע הפעולות הנדרשות וסגירה מחדש של הרקמה הפצועה. סגירה זו נעשית בדרכים פולשניות כגון תפירה וחיבור בסיכות, הפוגעות גם ברקמה הבריאה שסביב הקרע ויוצרות במקרים רבים סיבוכים חדשים. גם המעקב אחר שיקום הרקמה מוגבל מאוד, שכן אם הניתוח הוא באיבר פנימי קשה לעקוב אחריו, ואפילו אם אינו פנימי, כל הערכת-מצב דורשת הסרה של החבישה, מה שפותח אפשרות לזיהום המקום. לבסוף, ההערכה של מצב הרקמה בשלבים השונים שלאחר הניתוח נעשית בדרך ויזואלית – מבטו של הרופא – שיש בה כמובן אלמנט סובייקטיבי והיא אינה יכולה להעריך במדויק את קצב הריפוי ולא לזהות דלקת שאינה ניכרת לעין.
ד”ר נינג טאנג
“הטכנולוגיה שפיתחנו תוכל לייתר במקרים רבים את הצורך בסיכות, בתפרים ובחבישה רגילה,” מסביר פרופ’ חאיק. ” הפלסטר החכם כולל מצע פולימרי הכולל מערך חיישנים רגישים לניטור מדדים כימיים ופיזיקליים בסביבת הפצע. הן למצע הפולימרי והן לחיישנים יש יכולת איחוי עצמית לאחר קריעה או חיתוך. את הפלסטר החכם מדביקים לרקמה לפני החיתוך וחותכים את הרקמה דרכו. מאחר שהפלסטר מאופיין ביכולות ריפוי עצמי, ללא צורך בעזרים טכניים חיצוניים, משיכת שני צידי הפלסטר החתוך זה אל זה מחזירה אותו למצבו הראשוני בתוך מספר שניות. תוך כדי איחוי, הפלסטר מושך את הרקמה שהוא מודבק אליה עד סגירתה המוחלטת. המדבקה ממשיכה להחזיק את שני חלקי החתך ברקמה בצורה אוטונומית עד שתהליך האיחוי הביולוגי של החתך מושלם.”
במהלך כל שלבי הניתוח והריפוי, החיישנים של הפלסטר החכם מנטרים ברקמה המתאחה, באופן רציף, מדדים פיזיולוגיים חיוניים ובהם טמפרטורה, PH ורמות גלוקוז. מדדים אלה מספקים אינדיקציה לגבי מצב הריפוי של הרקמה המתאחה, מעורבות פוטנציאלית של זיהומים, התפתחות אי-סדרים פיזיולוגיים וכו׳. לדברי פרופ’ חאיק, “בניגוד להערכה הוויזואלית הנהוגה כיום, הפלסטר החכם יספק לרופא מעין ‘עיניים כימיות’ למעקב אחר הרקמה וזאת ללא צורך להוריד את החבישה.”
את הנתונים הפיזיולוגיים השונים משדר הפלסטר דרך סמארטפון לצוות המטפל, המקבל תמונת מצב מפורטת ואובייקטיבית בלי שיהיה צריך לחשוף את החתך. יותר מכך, הפלסטר משחרר חומרים אנטי-בקטריאליים המאיצים את השיקום.
בתרשים, משמאל לימין: מבט צד: לאחר שהפלסטר (הפס לבן מעל הרקמה) הוצמד לאזור המיועד, הניתוח מבוצע דרכו; בתום הניתוח מוצמדים שני חלקי הפלסטר החתוכים זה לזה באופן ידני ו”גוררים” איתם את הרקמה החתוכה. מבט צד: שני חלקי הפלסטר מתאחים הודות לתכונת הריפוי העצמי, והפצע נסגר גם הוא. כשהפלסטר חוזר לקדמותו חוזרות גם כל תכונותיו החשמליות והכימיות הנדרשות לניטור הרקמה. בנוסף משחרר הפלסטר, לפי צורך, חומרים אנטי-בקטריאליים. מבט על: השכבה העליונה של הפלסטר מוסרת ועל העור נשאר רק המערך הפעיל של חישה, שידור ושחרור חומרים אנטי-בקטריאליים.
הרעיון של יריעה אלקטרונית מלאכותית המרפאת את עצמה הודגם במחקרים קודמים במעבדות של פרופ׳ חאיק, אשר הדגימו הצלחה מרשימה בפיתוח יריעות כאלה וביישומים הקשורים לתחומי הרובוטיקה והמהפכה התעשייתית הרביעית. עם זאת, במחקר החדש נדרשו החוקרים לפתח חומרים פונקציונליים חדשים להרכבת היריעה משום שכאן נדרשת התאמה להצמדה מתמשכת לרקמה ביולוגית. בניסויים ברקמות במעבדה ובבעלי חיים הראו החוקרים כי המערכת מצליחה לרפא את הרקמה החתוכה ביעילות דומה לזו המתאחה בעזרת תפרים או דבקים ביולוגים, אך בניגוד לדרך המסורתית עושה זאת בלי להשתמש בעזרים חיצוניים ומבלי להשאיר סימנים אחרי הניתוח, כפי שקורה בריפוי בעזרת תפרים. הניסויים בבעלי חיים הראו כי המערכת אכן מספקת עדכון רציף ומדויק לגבי הסמנים הביו-כימיים של הרקמה בתהליך הריפוי ומאיצה את ההחלמה. לדברי פרופ’ חאיק, “הטכנולוגיה החדשה מבטאת גישה חדשה לביצוע וריפוי חתכים במהלך הניתוח ומאפשרת ניטור בזמן החלמה – דבר בעל חשיבות מכרעת בהתחשב בכך שפצעים בתהליך ריפוי, ואפילו פצעים סגורים, חשופים לפתוגנים כגון חיידקים, ולכן גם עליהם צריך לשמור היטב ולנטר בשלב מוקדם דלקות וזיהומים. בנוסף, הטכנולוגיה החדשה יכולה לסייע בריפוי של פצעים וחתכים שונים ופצעים כרוניים שאינם נרפאים מעצמם.”
פרופ׳ חוסאם חאיק הוא ראש המעבדות להתקדנים מבוססי ננו-חומרים ודיקן לימודי הסמכה בטכניון. הוא מוביל מחקרים במגוון תחומים המשלבים ננואלקטרוניקה, חישה חכמה ועוד לטובת יישומים רפואיים, חלקם מותאמים לצורכי העולם השלישי.
ד”ר נינג טאנג השלים את כל תאריו באוניברסיטת טיאנג’ין והגיע למעבדת חאיק כפוסט-דוקטורנט. בתום הפוסט-דוקטורט, שבמסגרתו הוא ערך את המחקר הנוכחי, הוא התמנה לפרופסור משנה באוניברסיטת שחמאי ג’יאו טונג.
ביום זה אנו לוקחות.ים חלק בהעלאת המודעות הציבורית לסוגיית האלימות נגד נשים בחברה, לרבות הטרדה מינית.
יום המאבק מהווה עבור כולנו הזדמנות לעצור ולשאול מה ביכולתנו לעשות כדי לעצור את מעגל הפגיעה.
הטכניון הציב לו למטרה להבטיח סביבת עבודה ולימודים המכבדת כל אישה ואיש, סביבה שאין בה הטרדה מינית ולא התנכלות על רקע הטרדה מינית, לא בדיבור ולא במעשה.
אם אתם לומדים, מלמדים או עובדים בטכניון ומעוניינים להתייעץ בנושאי הטרדה מינית – אנו מזמינים אתכן ואתכם לפנות לנציבות. שמירה מוחלטת על פרטיות מובטחת.
בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון פותח מודל פיזיקלי חדש לשליטה בהתקדמות גלים אלסטיים – מודל העשוי להוביל ליישומים שונים ובהם הסוואה אקוסטית, חישה מוגברת ותיעול אנרגיה. את הפיתוח שפורסם בכתב העת Wave Motion הובילו פרופ’ גל שמואל והפוסט-דוקטורנט רנה פרנס-סלומון, בשיתוף פעולה עם פרופ’ נוריס (אוניברסיטת רטג’רס) ופרופ’ הברמן (אוניברסיטת A&M).
חוקרי הטכניון פיתחו במסגרת המחקר קבוצה חדשה של מטא-חומרים, כלומר חומרים מהונדסים המפגינים תכונות שאינן מצויות בחומרים טבעיים. דוגמה לכך הם מטא-חומרים בעלי מסה אפקטיבית שלילית, כלומר – חומרים הנעים בכיוון ההפוך לכוח הפועל עליהם. כעת מציגה קבוצת הטכניון מטא-חומרים בעלי תכונה חדשה: אלקרומומנטום (electromomentum). במטא-חומרים אלו מתקיים צימוד בין התנע לשדה החשמלי הפועל עליהם באופן שאינו קיים בטבע. פירוש הדבר הוא שכאשר מפעילים עליהם שדה חשמלי, החומר מפתח תנע. מאזן התנע בגוף קובע כיצד אנרגיה תזרום בו בצורת גלים אלסטיים. לכן, התכונה החדשה מאפשרת שליטה על זרימת האנרגיה ועל התפתחות הגלים, זאת באמצעות שליטה חשמלית בתנע.
רנה פרנס-סלומון
לתגלית זו משמעויות יישומיות שונות ובהן הסוואה אקוסטית; הסתרת עצם מתרחשת כאשר נוצרים סביבו גלים הזהים לגלים שהיו נוצרים בהעדרו. תכונת האלקטרומומנטם מקרבת אותנו ליכולת לחקות סביבה כזאת באמצעות השליטה בגלים שהעצם יוצר.
המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, הקרן הדו-לאומית למדע ארצות הברית-ישראל (BSF) ומשרד המדע והטכנולוגיה.
איור סכמטי של מערכת המציגה את אפקט האלקטרומומנטום. כאשר אלמנט פיאזואלקטרי אסימטרי נתון לגלים נכנסים (חץ כחול באיור) הוא מעביר חלק מהגל (חץ ירוק) ומחזיר חלק אחר (חץ אדום). באמצעות השדה החשמלי המופעל עליו (מעגל פתוח, צד ימין; מעגל סגור, צד שמאל) אפשר לשלוט בפאזה של הגל המוחזר, ושליטה זו שונה להחזרות מימין ולהחזרות משמאל.
חוקרים בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון פיתחו טכנולוגיה המעכבת התפתחות מלנומה בשימוש במיליונית מהחומר הפעיל. את המחקר שהתפרסם ב- Advanced Functional Materials הובילו דיקנית הפקולטה פרופ’ מרסל מחלוף וד”ר ליאור לוי במסגרת לימודי הדוקטורט שלו.
אימונותרפיה בפעולה. הפיתוח הנוכחי הוא פריצת דרך משמעותית בשדה האימונותרפיה – גישה רפואית חדשנית שהפכה לאחת המגמות המבטיחות ברפואת סרטן. גישה זו מתבססת על יכולתה של מערכת החיסון הטבעית להשמיד תאים סרטניים. מערכת זו יודעת לעשות זאת באופן ספציפי ומדויק יותר מתרופות אנטי-סרטניות מלאכותיות. עם זאת, מאחר שהגידול הסרטני הטרוגני וחמקמק, הוא יודע לפעמים לשטות במערכת החיסון – וכאן נכנס המדע לתמונה, עם כלים חדשים המסייעים למערכת החיסון להתמודד עם אתגר זה.
חלבון TRAIL . בלב הפיתוח החדש עומד חלבון בשם TRAIL הקיים במערכת החיסון הטבעית ויודע לחולל אפופטוזיס (התאבדות מכוונת) של תאי סרטן. במילים אחרות, הוא פקטור-ממית-גידול (TNF). יתרון נוסף: הוא סלקטיבי, כלומר פוגע בתאי סרטן בלבד – תכונה רצויה מאוד בטיפולים אנטי-סרטניים. יישומו של TRAIL באימונותרפיה נתקל עד כה באתגרים טכניים שונים ובהם קליטתו של החלבון בגוף, תנועתו (פרמקו-קנטיקה) והעובדה שאינו שורד זמן רב. המחקר הנוכחי נותן מענה לבעיות אלה.
ד”ר ליאור לוי
טכנולוגיית Nano-Ghosts. הפיתוח המוצג במאמרם של חוקרי הטכניון מבוסס על טכנולוגיה מקורית שפיתחה פרופ’ מחלוף בשנות עבודתה בטכניון: פלטפורמת Nano-Ghosts. הפלטפורמה מיוצרת על ידי ריקון של תאים ביולוגיים ספציפיים (תאי גזע מזנכימליים) באופן המשאיר רק את קרום התא. לתוך קרום זה אפשר להכניס כל תרופה שהיא ולשגר אותה בהזרקה ישירות למערכת הדם. מאחר שמערכת החיסון הטבעית מתייחסת לתאים אלה כאל תאים טבעיים, היא משגרת אותם למקום הנגוע. בדרכם לשם הם אינם משחררים את התרופה ולכן אינם פוגעים ברקמות הבריאות. רק בהגיעם לרקמה הממאירה, שאותה הם יודעים לזהות, הם מתפרקים ומחדירים את התרופה לתאי הגידול.
אינטגרציה. המחקר הנוכחי משלב את שלושת הסעיפים הקודמים: הקונספט האימונותרפי, חלבון TRAIL וטכנולוגיית Nano-Ghosts שפיתחה פרופ’ מחלוף. התוצאה: פלטפורמת-שיגור-תרופות שעל שכבתה החיצונית נמצא החלבון הפעיל, דבר המאפשר להפחית את מינון התרופה פי מיליון תוך שמירה על אותה השפעה רפואית.
לדברי פרופ’ מחלוף, “השילוב הזה הופך את פלטפורמת Nano-Ghosts מ’מונית’ המסיעה את התרופה אל היעד ל’טנק’ של ממש המשתתף בלחימה. הפלטפורמה המשולבת הזאת מביאה את התרופה לגידול הסרטני, וכאמור מאפשרת להפחית משמעותית את מינון התרופה ועדיין לעשות את העבודה. הראינו גם שהשיטה שלנו אינה גורמת לפגיעה בתאים בריאים.”
הטכנולוגיה הודגמה על תאים במעבדה וכן על תאי סרטן אנושיים בעכבר. החוקרים מעריכים שהאסטרטגיה החדשה, שהודגמה במחקרם במודל של סרטן מלנומה, תהיה יעילה גם בסוגי סרטן אחרים.
תיאור סכמטי של הכנת ה-Nano-Ghosts מתאים שעברו מניפולציה גנטית או מטבולית וכעת מבטאים על פניהם את חלבון TRAIL. תאים אלה, המצוידים במנגנון ההכוונה של Nano-Ghosts לסרטן ובחלבון TRAIL, יכולים להגיע לאתר הסרטן ולהילחם בו ביעילות תוך שימוש במיליונית מריכוז החומר הפעיל שנדרש ללא מערכת זו.
למאמר בכתב העת Advanced Functional Materials לחצו כאן
