קצף לבן, חוף ים, ושני חברים רצים יחד על קו המים - כך נראתה נקודת הפתיחה של מסע מדעי מרתק, העשוי לשנות לטובה את חייהם של אנשים רבים שהתחושות העצביות שלהם נפגעו בעקבות קטיעת אצבעות, ולהוות בסיס לפיתוחים רבים נוספים.
"יצאתי לרוץ בים", מספר פרופ' בן מעוז, מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית בבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. "והשותף שלי לריצה, ד"ר עמיר ערמי, מנהל המחלקה לכירורגיה של היד והצלת גפיים במרכז הרפואי בשיבא, שיתף תסכול מקצועי: קיימת יכולת להחזיר למטופלים אצבעות קטועות, אך לא את התחושה בהן, ואובדן התחושה משמעותי בכל פרמטר". פרופ' מעוז הקשיב והשיב "Challenge accepted", ומכאן יצאו השניים למשימה – פיתוח שיחזיר את התחושה לעצבים פגועים.
מחשמל סטטי לפריצת דרך רפואית
הצורך הקליני הוביל לפיתוח מכשיר מהפכני: Triboelectric Nanogenerator) TENG) חיישן לחץ המחובר לקצה האצבע הפגועה. "זה נשמע פשוט להפליא", אומר פרופ' מעוז. "המכשיר מורכב משני לוחות זעירים שנוגעים אחד בשני ונוצר ביניהם מתח. כאשר מופעל לחץ על הלוחות, השכבות הללו מתחככות זו בזו ונוצר החשמל".
כלומר, בכל פעם שלוחצים על החיישן נוצר מתח חשמלי המותאם לעוצמת הלחץ המופעל. החיישן אינו נסמך על מקור מתח חיצוני או סוללה, אלא מנצל אפקט של חשמל סטטי כדי לייצר מתח חשמלי. "ככל שמפעילים יותר לחץ - יש יותר מתח", מסביר פרופ' מעוז. "טווח הלחצים שהמכשיר רגיש אליו נע בין מגע נוצה עד למגע אגרוף, והמתח מתאים לתגובה של העצבים שלנו".
הטכנולוגיה מאחורי הקסם: נאנו-גנרטורים טריבואלקטריים
הטכנולוגיה מאחורי הפיתוח המהפכני הזה נקראת נאנו-גנרטורים טריבואלקטריים (TENGs) - טכנולוגיה המאפשרת קצירת אנרגיה מתנועה מכנית, באמצעות מכשירים המסוגלים להמיר תנועה מכנית לאנרגיה חשמלית.
מכשירים אלה מורכבים מחומרים פעילים המייצרים מטענים חשמליים ואלקטרודה מוליכה האחראית לאיסוף והעברת המטענים. המילה "נאנו" מתייחסת לגודלם הקטן, הגנרטורים הם מחוללי החשמל, והמילה "טריבואלקטריים" מתייחסת לתהליך יצירת החשמל על ידי חיכוך.
פרופ' מעוז מציין כי בטכנולוגיה של מכשיר עם חשמל סטטי הנטען מעצמו נעשה לראשונה שימוש לפני כעשר שנים בג'ורג'יה טק, כאמצעי לקצירת אנרגיה ואנרגיה ירוקה, כלומר, החידוש אינו רק בפיתוח הטכנולוגיה, "אלא בכך שלקחנו אותה מעולם החומרים והאנרגיה והתאמנו אותה לעולם הביולוגיה והפיזיולוגיה".
הפיתוח קושר למעשה את הסנסור לעצב תקין המעביר את המתח ואת החישה. כלומר, העצב אמנם נקטע, אך הסנסור מהווה מעין 'כבל מאריך' לעצב הקטוע ומאפשר חישה. היכולת הזו עשויה לשפר באופן משמעותי את התפקוד ואת איכות החיים של נפגעי הגפיים והעצבים, אך גם להגן מפני סכנה, כי אנשים שלא יכולים להרגיש מגע, לא חשים דבר אם האצבע שלהם נמחצת, או נפגעת.
המכשיר יושתל מתחת לעור, בניתוח פשוט שנמשך פחות משעה. השימוש בו לא מיועד מלכתחילה לשמש כאמצעי טיפול ראשוני, אלא רק כפתרון למקרים בהם לא צלחו פתרונות ביולוגיים אחרים של חיבור העצבים. החוקרים מציינים כי מדובר בטכנולוגיה שמותאמת לגוף האדם וניתן להשתיל אותה בכל מקום בגוף.
מחברת הזנק לניסויים קליניים
כדי להביא את הטכנולוגיה מהמעבדה אל העולם האמיתי, הוקמה בחממה טכנולוגית חברת טנג'בל המובלת על ידי שי פינסוד. "רשות החדשנות השקיעה בחברה, וזה אפשר לנו להתקדם לניסויים קליניים," אומר מעוז.
הפיתוח זכה להשקעה תקציבית של רשות החדשנות במטרה להאיץ את התהליך ולהגיע מהר ככל הניתן לשלב המוצר, שיהיה נגיש למטופלים הזקוקים לו. שי פינסוד, שהוא בעל ניסיון רב בתחום הביו-טק, מוביל כיום את החברה.
"אנחנו ממשיכים את גיוס הכספים", מסביר פרופ' מעוז, "ואף התחלנו את התהליך הרגולטורי באמצעות חברה שעובדת עם ה-FDA. האישור הרגולטורי צפוי להיות מהיר מכיוון שמדובר בפיתוח שאינו מסכן חיים וגם שייך לקטגוריה של שיפור איכות חיים – כלומר, כזה שאינו יכול להזיק".
מהמעבדה אל העולם האמיתי
הפיתוח, שהחל כפתרון לבעיה ספציפית, הראה מהר מאוד פוטנציאל רחב הרבה יותר. "לפני כשנתיים, אחרי שפרסמנו את המחקר, התחילו לפנות אלינו אנשים עם בעיות שלא חשבנו עליהן," משתף פרופ' מעוז. "נשים שעברו כריתת שד או שחזור שד, חולי סוכרת שסובלים מאובדן תחושה באיברים שונים. פתאום הבנו ש'השוק' הרבה יותר גדול ממה שחשבנו."
המציאות הקשה מאז שבעה באוקטובר מדגישה יותר מתמיד הצורך הדחוף בסנסורים אלה. יותר ויותר חיילות, חיילים ואזרחים נפצעו ואיבדו גפיים, או נפגעו בעצבים, וזקוקים לפתרון שיכול להחזיר להם את יכולת החישה.
"עד כה עשינו ניסויים בעכברים", מספר פרופ' מעוז. "יכולת החישה שלהם שוחזרה, ללא שום זיהום או דלקת. השלב הבא הוא ניסוי בחיות גדולות יותר ובבני אדם".
הצוות מקווה שעד סוף 2025 יסיימו את הניסויים בחיות, ותוך שנתיים-שלוש אחר כך יגיעו לשלב הניסויים בבני אדם. "החזון שלנו מאוד פרקטי", מדגיש פרופ' מעוז. "התחלנו כמענה לצורך קליני ואנחנו רוצים לסיים את המלאכה ולהביא את המכשיר עד לקליניקה. היעדים מאוד ברורים לנו ואנו מתקדמים אליהם בכל הכוח".
למרות ההתקדמות המרשימה, הדרך להבאת הטכנולוגיה לשימוש קליני עדיין ארוכה. "אנחנו עומדים בפני אתגרים משמעותיים," מודה פרופ' מעוז. "עלינו להבטיח את עמידות החיישן לאורך זמן, לפתח פרוטוקולים ניתוחיים מדויקים, ולעבור את כל המשוכות הרגולטוריות".
עם זאת, הפוטנציאל של הטכנולוגיה מעורר עניין רב בקהילה הרפואית והמדעית. במרכזים רפואיים ומכוני מחקר ברחבי העולם יש הבנה שהטכנולוגיה הזו עשויה לשנות את פני הרפואה השיקומית.
מעבר להשפעה הרפואית הישירה, הפיתוח הזה מדגים את הכוח של מחקר בין-תחומי. "זה מראה מה אפשר להשיג כשמהנדסים ורופאים עובדים יחד," אומר פרופ' מעוז ומביע תקווה שהפרויקט הזה יעודד שיתופי פעולה נוספים בין תחומי ההנדסה והרפואה".
כשנשאל על החזון ארוך הטווח, פרופ' מעוז נשמע אופטימי אך זהיר. "אנחנו מקווים שבתוך עשור, הטכנולוגיה הזו תהיה זמינה בקליניקות ברחבי העולם. אבל יש עוד הרבה עבודה לפנינו. כל צעד קדימה מביא אתו שאלות ואתגרים חדשים".
בסופו של דבר, מאחורי כל הטכנולוגיה המתקדמת והמונחים המדעיים, עומד רצון פשוט: לתת לאנשים את היכולת לחוש שוב את העולם סביבם. "לגעת ולהרגיש. להחזיק יד של אהוב, ללטף את הכלב, להרגיש את החול בין האצבעות," אומר פרופ' מעוז. "אלה דברים שנתפסים כמובנים מאליהם, עד שמאבדים אותם".
מריצה משותפת ועד לטכנולוגיה שיכולה לשנות חיים - זוהי עדות לכוחה של החדשנות ולחשיבות של שיתוף פעולה בין רופאים ומהנדסים. הפיתוח של פרופ' מעוז וד"ר ערמי מציע תקווה חדשה - לא רק להחזיר תחושה פיזית, אלא גם להחזיר לאנשים את היכולת לחוות את העולם במלואו.
בשיתוף רשות החדשנות
