“הקבוצה שלנו היא מהבודדות בעולם שיודעות לפתח ולייצר סיבים אופטיים מיוחדים, אשר בניגוד לסיבי הזכוכית הרגילים, מסוגלים להעביר אור בלתי נראה בתחום האינפרה-אדום,” אומר פרופ’ אברהם קציר
הטכניקה המשמשת רופאים לאיחוי רקמות – במהלך ניתוח או בעקבות פציעה – לא השתנתה במהותה כבר אלפי שנים. המנתח המודרני, ממש כמו קודמיו במהלך הדורות, נוהג לתפור את החתך בחוט ומחט; והתוצאה – איכות התפר והצלקת שהוא מותיר אחריו – תלויה במיומנותו ובניסיונו של הרופא.
כעת מציעים חוקרים מאוניברסיטת תל אביב שיטה חדשה, שתאפשר למנתח להשיג תוצאה מצוינת: איחוי חתכים ברקמות ללא תפרים, באמצעות קרן לייזר. “הרעיון הבסיסי של איחוי חתכים על ידי חימום בקרן לייזר אינו חדש, הוא עלה לראשונה כבר בשנות ה-60,” אומר פרופ’ אברהם קציר, ראש הקבוצה לפיסיקה שימושית בבית הספר לפיסיקה ואסטרונומיה. “במהלך השנים נערכו ניסיונות רבים לבצע איחוי באופן זה, אך רובם ככולם לא עלו יפה. אנחנו מאמינים שמצאנו את המפתח לביצוע מוצלח: בקרה קפדנית על הטמפרטורה של האזור המחומם על ידי קרן הלייזר במהלך איחוי הרקמות.”
במחקר שנערך לאחרונה, בשיתוף עם ד”ר דוד ורסנו מהמרכז הרפואי תל אביב (ביה”ח איכילוב) וד”ר אירינה ברקת מהמרכז הרפואי שיבא – שניהם בעלי משרות בכירות בפקולטה לרפואה של אוניברסיטת תל אביב, שימשה השיטה החדשנית להשתלת קרניות בעיניים שנלקחו מבעלי חיים לאחר מותם. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת Proceedings of SPIE .
לאור הפוטנציאל הגדול של השיטה החדשה לאיחוי רקמות הכינה סוכנות רויטרס (סוכנות הידיעות הגדולה בעולם) כתבה בנושא, ששודרה ביותר ממאה וארבעים ארצות, וזכתה לעניין רב.
כמו ביצה קשה
“כבר זמן רב אנו טוענים כי הסיבה לכישלון באיחוי רקמות באמצעות לייזר נעוצה בטמפרטורה שאליה מחממים את החתך תוך כדי התהליך,” אומר פרופ’ קציר. “במובן זה איחוי הרקמות דומה לחימום ביצה: אם תחממו אותה ל-20 מעלות, לא יקרה לה דבר; בטמפרטורה של 70 מעלות, היא תהפוך לביצה קשה; וב-200 מעלות, תקבלו ביצה שרופה.
הטמפרטורה המדויקת היא אם כן גורם קריטי בהליך כולו, אך עד היום, ברוב המחקרים שעסקו באיחוי בעזרת לייזר הטמפרטורה כלל לא נמדדה, ולא הובאה בחשבון. אנחנו הנחנו שהטמפרטורה המתאימה ביותר, שתאפשר לרקמות להתאחות בצורה אופטימלית, היא 65 מעלות צלסיוס – ממש כמו בישול ביצה קשה.”
על סמך השערה זו, ביקשו החוקרים לפתח טכנולוגיה שתאפשר לרופא למדוד ולבקר את טמפרטורת הרקמות לאורך כל תהליך האיחוי. לשם כך הם נעזרו במומחיות ייחודית של קבוצתם: ייצור סיבים אופטיים שמסוגלים להעביר אור אינפרה-אדום.
מערכת איחוי המבוססת על לייזר ועל שני סיבים אופטיים
“הקבוצה שלנו היא מהבודדות בעולם שיודעות לפתח ולייצר סיבים אופטיים מיוחדים, אשר בניגוד לסיבי הזכוכית הרגילים, מסוגלים להעביר אור בלתי נראה בתחום האינפרה-אדום,” אומר פרופ’ קציר. “סיבים כאלה, העשויים מגבישי כסף הלידי (אותו חומר ששימש בעבר בפילמים של צילום), אינם רעילים ואינם מסיסים במים, ויש אישור להשתמש בהם ברפואה. עד היום הם נוסו על ידינו במערכות רפואיות שונות, כמו מכשירי לייזר לחיתוך רקמות בעת ניתוח, ומדחומים מהירים שמודדים את חום הגוף באוזן.
לפני שנים אחדות פיתחו החוקרים באוניברסיטת תל-אביב טכניקה חדשה לאיחוי רקמות, שהסתמכה על הידע הייחודי שלהם, ושילבה שני סיבים אופטיים מהסוג המיוחד: סיב אופטי אחד העביר קרינת לייזר שבאמצעותו חוממה נקודה על הרקמה המיועדת לאיחוי; סיב שני, שהיה צמוד לסיב הראשון, שימש למדידת הטמפרטורה של אותה נקודה; ומעגל בקרה איפשר לשמור על טמפרטורה אופטימלית של 65 מעלות בנקודת האיחוי. שפתות החתך הוצמדו זו לזו, והנקודות לאורכו חוממו בזו אחר זו עד לאיחוי מלא. בדרך זו התקבל איחוי חזק, ובמקביל לא נגרם כל נזק תרמי לאזור החתך.
מערכת זו נבחנה באותה עת במעבדה – קודם ברקמות מתות ואחר כך בחזירים חיים. בין היתר התקבלו תוצאות מבטיחות באיחוי חתכים בעור: החתכים התאחו בצורה חזקה, כמעט מבלי להותיר צלקות. בעקבות ההצלחה אישר משרד הבריאות גם ניסויים בבני אדם, בבית חולים העמק בעפולה, ןשני מנתחים, פרופ’ דורון קופלמן וד”ר דוד שמחון, התגייסו למשימה: הם השתמשו בטכניקה לצורך איחוי חתכים שנותרו בעור הבטן לאחר ניתוחי לפרוסקופיה להוצאת כיס המרה. גם הפעם הניבה השיטה איחויים יפים עם הצטלקות מינימלית.
חידוש טכנולוגי: שתי פונקציות בסיב אחד
כדי לשפר את שיטתם, פיתחו החוקרים חידוש נוסף: הם שילבו את שתי הפונקציות – חימום הרקמות ומדידת הטמפרטורה –בסיב אופטי אחד. “כשיש רק סיב אחד, תזוזות ידו של המנתח אינן משפיעות על המדידות, ואחוז ההצלחה עולה באופן משמעותי ביותר,” מסביר פרופ’ קציר. שני מנתחי העיניים המומחים, ד”ר דוד ורסנו וד”ר אירינה ברקת, בחנו את הטכנולוגיה המשופרת במעבדה, על עיניים שנלקחו מפרות ומחזירים לאחר מותם. הם הוציאו חלק מהקרנית, השיבו אותה למקומה באמצעות המערכת החדשנית, ולאחר מכן הזריקו מים לתוך העין ויצרו בתוכה לחץ הגדול פי 3 מהלחץ הטבעי. התוצאות: הקרניות המושתלות גילו יציבות רבה ולא ניתקו ממקומן, והמים לא דלפו מקו האיחוי. פרט לכך, גם במקרה זה לא נצפה נזק תרמי לקרנית.
“כעת אנו ממתינים לאישור לבצע ניתוחי השתלת קרנית בחזירים חיים, ובהמשך גם בבני אדם,” אומר פרופ’ קציר. “בשיטה המקובלת כיום, מחבר המנתח את הקרנית המושתלת למקומה באמצעות תפרים סביב סביב – מלאכה הדורשת מיומנות ודיוק רב. כשהתפירה אינה סימטרית לחלוטין, ראייתו של המטופל עלולה להיפגע, ותפרים גסים מדי יכולים לגרום לכאבים לאורך זמן. אנחנו מאמינים שהטכניקה החדשה שלנו תאפשר גם לרופאים מנוסים פחות לבצע השתלות קרנית באופן מדויק ומוצלח.”
בהמשך הדרך צופים החוקרים עוד שימושים רבים לטכנולוגיה החדשה, המבוססת על סיב אופטי בודד, וביניהם: איחוי רקמות במוח ובאיברים פנימיים, מיקרוכירורגיה של כלי דם זעירים, ניתוחים בתוך הגוף באמצעות מערכות רובוטיות, רפואת חירום וניתוחים בשדה הקרב, ניתוחים פלסטיים, ניתוחי אף אוזן גרון בילדים קטנים ועוד. “למעשה, בכל מקום בגוף שבו מתבצע ניתוח, אפשר יהיה להשיג בדרך זו איחוי טוב יותר, ללא תפרים, ועם צלקות מינימליות,” מסכם פרופ’ קציר.
