זריקות ללא כאבים

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל.

נחמן גרשונוביץ

במשך השנים ניסו מדענים לפתח זריקות ללא כאבים, כדי להקל על סבלם של מטופלים. אם מדובר בזריקת חיסון או בדיקת דם חד פעמית זה לא כל-כך נורא, אבל עבור חולים שנוטלים זריקות מדי יום ביומו, זה ממש סיוט. שלא לדבר על ילדים (ואף מבוגרים) שנרתעים מהזריקה עד היסטריה.
לשכלול טכנולוגיית הזריקות יש מטרה נוספת, הקטנת חשש משימוש במחטים משומשות, דבר שיכול להוביל להעברת חיידקים ומחלות מאדם לאדם.
לפני תקופה קצרה היינו עדים להמלצות, תיאורטיות, של מדענים לחסן מדינות שלמות בפני הנגיף של שפעת העופות כדי למנוע התפרצות מגיפה בדומה לאבעבועות השחורות. זריקות ללא מחטים הן אופציה שצריך לקחת בחשבון במקרים שכאלה.
לפנינו סקירה של כמה פיתוחים בולטים בתחום הזריקות.

הטכניקה היתושית

מהנדסים מאוניברסיטת קנסאי שבאוסקה ניסו ב-2002 להעתיק את הטכניקה המתוחכמת של דקירת היתוש שלא מעוררת שום כאב.
הכאב שאנו חשים אחרי עקיצת יתוש הוא לא ממש כאב, הוא יותר צריבה ולמעשה לא נובע מעצם העקיצה. בעת העקיצה מפרישה נקבת היתוש (היתוש עצמו לא נוטל חלק במנהג הערפדי) חומר המונע קרישת דם, הדבר מאפשר לה מציצה של מנת דם טרייה ולא קרושה. חומר זה הוא הגורם לנפיחות סביב נקודת העקיצה, בשל הרגישות לחומר, ואילו הדקירה עצמה – בלתי-מורגשת לחלוטין.
אחרי שניתחו את כלי עבודה של היתוש העלו המהנדסים מסקנה ברורה אחת: עקיצתו לא כואבת משום שהחדק שלו משונן.
למחט של היום יש פני שטח חלקים ורחבים וכאשר הם באים במגע עם העור והעצבים, נגרם כאב ישיר ומתמשך. החדק של היתוש דוקר את העור בכמה נקודות זעירות, לא בנקודה עבה אחת.
ד”ר סייג'י אויאג'י מוביל המחקר וצוות המהנדסים שלו, יצרו מחט זערורית באורך מ”מ אחד ובקוטר 0.1 מ”מ. קירות המחט הם בעובי 1.6 מיקרון (אלפית המילימטר). למחט מחובר מכל בנפח 5 מ”מ שיכיל את הדם או הנוזלים.
הצוות החל בניסויים על פיסות גומי וסיליקון, שמדמים באמינות יחסית את תגובת העור לדקירה. המחט התגלתה כשבירה, וזו למעשה הבעיה העיקרית שעלתה. לדברי ד”ר אויאג'י, אם המחט תישבר בזמן זריקה תת-עורית, עלולה החתיכה השבורה להיכנס למחזור הדם וליצור קריש, ואף להיות קטלנית אם תגיע למוח או ללב.
בזמנו אמר ד”ר אויאג'י שהמחט שהוא מנסה לבנות עשויה להגיע לשוק בתוך חמש שנים. ובכן, אנחנו מחכים לו…
מבלי להתייחס ליתוש, פיתחו צמד חברות יפניות אחרות מטוקיו את המחט הרזה בעולם. אחרי דרך רבת מכשולים עד ליצירתה של מחט מרדיד מתכתי כה דק.
אוניברסיטת קנסאי, אוסקה, יפן.

תרופה על-קולית

רוברט לאנגר, מהנדס כימיה ב-MIT, יחד עם כמה מעמיתיו, פיתח ב-2004 את הסונופרפ (SonoPrep) שקיבל את אישור ה-FDA, והביא בשורה חדשה לתחום הזריקות והמחטים.
הסונופרפ, מכשיר קטן מידות ומופעל באמצעות סוללות, שולח אל העור פעימות קול בתדר על-קולי נמוך למשך כ-15 שניות. גלי הקול יוצרים בקיעים בעור על-ידי שינוי מולקולות שומן בשכבה החיצונית של העור לנוזלים. הדבר מאפשר חִלחול תרופות פנימה.
לא ניתן לראות את הבקיעים הזעירים הללו בעין בלתי-מזוינת, והעור חוזר למצבו הרגיל כעבור יום. המטופל לא חש שום כאב משום שעצבים לא מעורבים בפעילות החדרת התרופה.
בינתיים משתמשים במכשיר כדי לקצר את משך זמן פעולתו של חומר מאלחש בשם 'לידוקאין', משעה לחמש דקות. בהמשך מתכננים המפתחים לייצר מוניטור ללא מחט לבדיקת רמת הסוכר בדם.
האפשרות לפיתוח המכשיר באה הודות למימון מצד גורמים אחדים, ביניהם הקרן הדו-לאומית למדע ארה”ב-ישראל.
MIT – המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס
סונטרה – החברה הרפואית של רוברט לאנגר

יריית אבקה

חברת PowderMed החלה ב-2005 לשווק את ה-PMED. מכשיר קטן שמזכיר בצורתו החיצונית מצית לכיריים. בבסיסו יש תא הליום דחוס שמפעיל לחץ של 2,400 קמ”ש כדי לירות את תוכן המזרק אל מתחת לפני העור. המכשיר הוא חד-פעמי וקל לשימוש. מצמידים את קצהו אל העור ולוחצים על הכפתור שבראשו. אין שום כאב, כי גם כאן, עצבים לא נכנסים לתמונה.
ה-PMED משתמש בתרכיב חיסון די-אן-איי. חלקיקי הפלסמידים הם מקרוסקופיים ממש, בגודל של 1-3 מיקרון והם מוצגים כאבקה יבשה. את המכשיר טוענים במחסנית קטנה מלאה באבקה. את האבקה אין צורך לאכסן בקירור, מה שמאפשר הובלה ואפסנה נוחה וזולה יותר של תרכיבי החיסון.
כאשר לוחצים על כפתור ההזרקה, עוברת בוכנה במהירות דרך ההליום, קורעת את המחסנית, ומעיפה את האבקה לתוך העור. האבקה מוחדרת בדיוק מעל קצות העצבים, שם מתקבצים תאים מחוללי חיסון, וזה יעיל בהרבה מאשר הזרקה רגילה שלא מיועדת דווקא אל התאים הללו. בשל עובדה זו גם נדרש ל-PMED רק אלפית מכמות המנה של מזרק רגיל, זהו חיסכון משמעותי בעלויות ייצור התרופות.
חברת PowderMed – יצרנית ה-PMED
חברת BioJect – מייצרת מוצר דומה

שאיפה במקום זריקה

במשך מעל לעשור עוקבים מיליוני אנשים שחייהם תלויים בזריקות אינסולין יומיות, בפיתוח חדשני שנקרא 'אקזוברה' (Exubera) והוא אמור להביא תחליף לזריקות היום-יומיות. הפיתוח עבר מחברה אחת לאחרת, החליף תאריכי יעד שוב ושוב, ניסויים קליניים ושיפורים בוצעו במשך הזמן הארוך הזה, ולבסוף הגיע היום המיוחל והמכשיר קיבל, לאחרונה, את אישור ה-FDA.
מחלת הסוכרת בעיקרה נובעת מכשל גופני ביצירת או ספיגת אינסולין, שהוא הורמון הנוצר בלבלב ותפקידו לאפשר חילוף חומרים תקין ובקרה על רמת הסוכר בדם. חולי סוכרת בדרגות מסוימות נוטלים זריקות אינסולין מדי יום.
ה'אקזוברה' הוא למעשה משאף הדומה בעיקרון שלו למכשיר בו משתמשים חולי אסטמה. המשאף הזה מרסס אבקת אינסולין לריאות, ללא שום כאב. המולקולות הגדולות יחסית של האינסולין עוברות אל פני השטח הרחבים של הריאות, ומשם אל מחזור הדם. שאיפה אחת סמוך לארוחה, תייצב את רמת הסוכר בדם באופן יעיל בדומה לזריקה.
נדרש מעט תרגול כדי לדעת לתפעל את המכשיר בקלילות. וכן יש בו אביזרים שיש לנקות או להחליף מדי תקופה. את המכשיר עצמו יש להחליף מדי שנה.
אנחת רווחה למיליונים שצורכים אינסולין, עכשיו רק נותר לראות את הפיתוח מתחיל להגיע לשווקים באופן מסודר, אחרי דרך כל-כך ארוכה.
Sanofi Aventis – חברה שותפה לייצור
Pfizer – חברה שותפה לפיתוח

תחבושת תרופתית

תמיד אפשר להתפעל מהדרך בה עוברים נוזלים בתוך תאי הגוף, במקומות רבים דרך צינוריות חלבון זערוריות. ביצירות נאנו, דוגמת תעלות ואפיקים להעברת נוזלים, מתגלה הכשל במלוא הדרו, הנוזלים עוברים באִטיות רבה. אם כן, גם כשיצליחו בסוף לייצר איזו מחט שמרוב דקוּת לא פוגעת בעצבים, תארך הזריקה, או שאיבת הנוזלים, זמן ארוך מדי.
ברוס הינדס יחד עם מדענים מאוניברסיטת קנטאקי פיתחו צינוריות נאנו שמסוגלות להעביר נוזלים בקצב מהיר פי 10,000 מהזרם המתאפשר בצינוריות רגילות.
אלו קני נאנו חלולים מפחמן, וחגורות דקיקות של גרפיט שמגולגלות לשפופרות בקוטר של שבע מיליארד המילימטר. בין הצילינדרים נוצק פולימר שמדמה קרום תאי חלקלק. קרום זה מקיף עשרות מיליארדי צינוריות לכל אינץ' מרובע, ויחד עם תכונות המוליכות של הפחמן הם מאפשרים הולכת נוזלים בקצב גבוה כל-כך, ללא שום חיכוך, שהוא המעצור העיקרי בצינוריות מסוג רגיל.
בין השימושים הרבים שיאפשרו פיתוח זה, נוכל לצפות לתחבושות שיספקו לגוף תרופות בדרך מהירה ונטולת כאב, ישירות דרך העור. וכדי למנוע מעבר של מולקולות בלתי-רצויות, התקינו המדענים קולטנים כימיים שישמשו כמסננת שתאפשר מעבר רק לחלבונים תואמים, כך שתחבושות עם קרביים של נאנו יהיו בטוחות ויעילות לשימוש.
אתר אוניברסיטת קנטאקי
העמוד של ברוס הינד

________________
נחמן גרשונוביץ הוא סופר חרדי וחוקר בין-תחומי. באתרו האישי “ספרא וסייפא” הוא כותב סיפורים והומור לצד מגוון מתחומי החיים והטכנולוגיה, וגם ממציא טכנו-מיתוסים.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~477020839~~~82&SiteName=hayadan