מאת: אופיר מרום
המושג "ביוני" נטבע בשנת 1960 כתיאור ל"מדע של מערכות שיש להן פונקציה שהועתקה מהטבע" והווה ציון דרך חשוב בהתפתחות הדיון האקדמי בתחום הביומימיקה. כיום, רבות בזכות התרבות הפופולארית, המושג מקושר בעיקר לתיאור איברים מלאכותיים המאפשרים פעילות טבעית או על-טבעית של אברי גוף האדם. אומנם הנושא נשמע כמו משהו שנתקלים בו רק בספרי מדע בדיוני או בסרטים, אך ברחבי העולם עובדים חוקרים רבים במרץ כדי להפוך את הפנטזיה למציאות. כאלה הם החוקרים בפרויקט הכליה (The Kidney Project), עליו נרחיב בידיעה זאת.
מחלת כליות כרונית היא אחת המחלות השכיחות בעולם המערבי. בשלב מתקדם של המחלה מפסיקות הכליות לתפקד, רעלים מצטברים בגוף והחולה נמצא בסכנת חיים. הפתרונות היחידים למצב זה הם דיאליזה או השתלה כליה. טיפול דיאליזה מסנן את הדם מרעלים ביעילות יחסית אך, שלא כמו בתפקוד כליה נורמאלי, הדיאליזה אינה רציפה (לרוב ניתנת שלוש פעמים בשבוע למשך כמה שעות) וגם אינה מהווה תחליף לפעילות ההורמונאלית שמקורה בכליה. במהלך טיפול דיאליזה זורם הדם מחוץ לגוף החולה דרך פילטר בנפח גדול בתנאים לא פיזיולוגים של ספיקה ולחץ גבוהים.
למעגל הממתינים להשתלת כליה מצטרפים כל שנה מאות אלפי חולים בעולם, ועם כל חולה כזה מתגבר הצורך למצוא פתרון חדשני שיאפשר תחליף מלאכותי לכליה. פרופסור שיאבו רויי (Shuvo Roy) מהאוניברסיטה של קליפורניה בסן-פרנסיסקו, העומד בראש פרויקט הכליה, מקווה להביא את הבשורה בדמות כליה מלאכותית.
הכליות מטפלות בכל רגע נתון בכ 20% מספיקת הדם, בתהליך שמבוסס על עקרונות הנדסיים פשוטים של מפל לחצים, הפרשי ריכוזים ושילוב סוגים שונים של ממברנות. תכנון הכליה המלאכותית נעשה כך שיחקה ככל האפשר את פעולתה של הכליה האמיתית, והוא מתאפשר בזכות שילוב של כמה טכנולוגיות חדשניות. פעולת הסינון של הדם תיעשה על ידי ממברנות מיוחדות העשויות מסיליקון, שייוצרו בטכניקות מתקדמות המשמשות את תעשיית השבבים. החוקרים גילו שלא רק גודל החורים בממברנה חשוב, אלא גם צורתם. שלא כמו בפילטרים שמשמשים בדיאליזה, החללים בכליה הם יותר מלבניים, כמו מגרעות. התכנון המכאני של הכליה המלאכותית יהיה כזה, שלחץ הדם של החולה יספיק כדי לדחוף את הדם דרך הפילטרים, וימנע את הצורך במשאבה ובמקור כוח חיצוני. תסנין הדם יזרום דרך ביו-ראקטור שיכיל מצע של תאים, שיופקו מהכליה של החולה או של תורם. התאים יחושו את הרכב התסנין, וכפי שקורה בכליה רגילה, ייצרו משוב שיגרום לגוף לספוג חלק מהמלחים, מהסוכרים ומהמים ובכך לשמור על איזון. ההתקן כולו מתוכנן להיות בגודל של כוס, ולהיות בנוי מחומרים שלא יעודדו תגובה של המערכת החיסונית, בעיה נפוצה בהשתלות כליה. בזמן ההשתלה תחובר הכליה המלאכותית לשלפוחית השתן, ובכך תאפשר למושתל לחיות אורך חיים רגיל לאורך כל זמן פעולתה.
השנה הסתיים השלב הראשון בפרויקט והוכחה ההיתכנות של המערכת. כעת פועלים הצוותים על מזעור המערכת ועל הכנתה לקראת ניסויים קליניים, הצפויים להתחיל בשנת 2017. הפרויקט זכה להתעניינות רבה, לאחרונה קיבל מענק של כ-3 מיליון דולר מה-NIH ואף נבחר ע"י ה-FDA להשתלב בתוכנית ניסיונית של ליווי צמוד לתהליך הפיתוח, כדי לייעלו ולזרזו. אם הכול יתנהל כשורה, בעוד מספר שנים הכליה המלאכותית תהייה מוצר זמין לכל דורש, מוצר שיחולל לא פחות ממהפכה בעולם הרפואה. כל מי שמעוניין לעקוב אחר הפרויקט יוכל לעשות זאת באתר של הפרויקט, או בעמוד הפייסבוק שלו.
לאתר הפרוייקט
המושג "ביוני" נטבע בשנת 1960 כתיאור ל"מדע של מערכות שיש להן פונקציה שהועתקה מהטבע" והווה ציון דרך חשוב בהתפתחות הדיון האקדמי בתחום הביומימיקה. כיום, רבות בזכות התרבות הפופולארית, המושג מקושר בעיקר לתיאור איברים מלאכותיים המאפשרים פעילות טבעית או על-טבעית של אברי גוף האדם. אומנם הנושא נשמע כמו משהו שנתקלים בו רק בספרי מדע בדיוני או בסרטים, אך ברחבי העולם עובדים חוקרים רבים במרץ כדי להפוך את הפנטזיה למציאות. כאלה הם החוקרים בפרויקט הכליה (The Kidney Project), עליו נרחיב בידיעה זאת.
מחלת כליות כרונית היא אחת המחלות השכיחות בעולם המערבי. בשלב מתקדם של המחלה מפסיקות הכליות לתפקד, רעלים מצטברים בגוף והחולה נמצא בסכנת חיים. הפתרונות היחידים למצב זה הם דיאליזה או השתלה כליה. טיפול דיאליזה מסנן את הדם מרעלים ביעילות יחסית אך, שלא כמו בתפקוד כליה נורמאלי, הדיאליזה אינה רציפה (לרוב ניתנת שלוש פעמים בשבוע למשך כמה שעות) וגם אינה מהווה תחליף לפעילות ההורמונאלית שמקורה בכליה. במהלך טיפול דיאליזה זורם הדם מחוץ לגוף החולה דרך פילטר בנפח גדול בתנאים לא פיזיולוגים של ספיקה ולחץ גבוהים.
למעגל הממתינים להשתלת כליה מצטרפים כל שנה מאות אלפי חולים בעולם, ועם כל חולה כזה מתגבר הצורך למצוא פתרון חדשני שיאפשר תחליף מלאכותי לכליה. פרופסור שיאבו רויי (Shuvo Roy) מהאוניברסיטה של קליפורניה בסן-פרנסיסקו, העומד בראש פרויקט הכליה, מקווה להביא את הבשורה בדמות כליה מלאכותית.
הכליות מטפלות בכל רגע נתון בכ 20% מספיקת הדם, בתהליך שמבוסס על עקרונות הנדסיים פשוטים של מפל לחצים, הפרשי ריכוזים ושילוב סוגים שונים של ממברנות. תכנון הכליה המלאכותית נעשה כך שיחקה ככל האפשר את פעולתה של הכליה האמיתית, והוא מתאפשר בזכות שילוב של כמה טכנולוגיות חדשניות. פעולת הסינון של הדם תיעשה על ידי ממברנות מיוחדות העשויות מסיליקון, שייוצרו בטכניקות מתקדמות המשמשות את תעשיית השבבים. החוקרים גילו שלא רק גודל החורים בממברנה חשוב, אלא גם צורתם. שלא כמו בפילטרים שמשמשים בדיאליזה, החללים בכליה הם יותר מלבניים, כמו מגרעות. התכנון המכאני של הכליה המלאכותית יהיה כזה, שלחץ הדם של החולה יספיק כדי לדחוף את הדם דרך הפילטרים, וימנע את הצורך במשאבה ובמקור כוח חיצוני. תסנין הדם יזרום דרך ביו-ראקטור שיכיל מצע של תאים, שיופקו מהכליה של החולה או של תורם. התאים יחושו את הרכב התסנין, וכפי שקורה בכליה רגילה, ייצרו משוב שיגרום לגוף לספוג חלק מהמלחים, מהסוכרים ומהמים ובכך לשמור על איזון. ההתקן כולו מתוכנן להיות בגודל של כוס, ולהיות בנוי מחומרים שלא יעודדו תגובה של המערכת החיסונית, בעיה נפוצה בהשתלות כליה. בזמן ההשתלה תחובר הכליה המלאכותית לשלפוחית השתן, ובכך תאפשר למושתל לחיות אורך חיים רגיל לאורך כל זמן פעולתה.
השנה הסתיים השלב הראשון בפרויקט והוכחה ההיתכנות של המערכת. כעת פועלים הצוותים על מזעור המערכת ועל הכנתה לקראת ניסויים קליניים, הצפויים להתחיל בשנת 2017. הפרויקט זכה להתעניינות רבה, לאחרונה קיבל מענק של כ-3 מיליון דולר מה-NIH ואף נבחר ע"י ה-FDA להשתלב בתוכנית ניסיונית של ליווי צמוד לתהליך הפיתוח, כדי לייעלו ולזרזו. אם הכול יתנהל כשורה, בעוד מספר שנים הכליה המלאכותית תהייה מוצר זמין לכל דורש, מוצר שיחולל לא פחות ממהפכה בעולם הרפואה. כל מי שמעוניין לעקוב אחר הפרויקט יוכל לעשות זאת באתר של הפרויקט, או בעמוד הפייסבוק שלו.
לאתר הפרוייקט
