בטכניון פיתחו טכנולוגיה לשיקום עצם באמצעות רקמה מהונדסת

חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון מציגים בכתב העת Advanced Functional Materials הצלחה ביצירת רקמת עצם המכילה רשת כלי דם. בניסוי בחולדות נקלט שתל הרקמה בהצלחה בעצם הפגועה. את המחקר הובילו פרופ' שולמית לבנברג וד"ר עידן רדנסקי.

פגיעות שונות בגופנו נרפאות באופן טבעי אך במקרים רבים, למשל במקרה של טראומה או הסרת רקמה סרטנית, הפגיעה חמורה מכדי שהגוף יוכל לגבור עליה ללא התערבות רפואית. אחת הדרכים לשקם רקמה פגועה היא השתלה ממקור עצמי (autograft) – השתלת רקמה שנלקחה מאיבר פחות חיוני בגופו של המטופל. לדוגמה, במקרה של אובדן רקמה משמעותי בפה ובלסת אפשר כיום לקצור מהרגל רקמה משולבת (עצם ורקמה רכה) ולהשתיל אותה מחדש במקום הפגוע.

להשתלה ממקור עצמי יש יתרון מסוים – הגוף אינו דוחה את השתל כפי שהוא עושה במקרה של תרומה מאדם זר – אך גם ישנם חסרונות רבים להליך זה ובראשם הפגיעה באיבר שממנו נקצרת הרקמה. לכן, מתנהל כבר שנים רבות מירוץ מדעי אחר פתרונות אלטרנטיביים, ואחד העיקריים שבהם הוא יצירה של מתלה (שתל) מהונדס במעבדה.

סריקה תלת-ממדית הממחישה את חדירת כלי הדם אל תוך העצם המושתלת בתוך מתלה הרקמה שנוצר. צילום: דוברות הטכניון

כדי שהמתלה יהיה אפקטיבי, אין זה מספיק שיהיה מדויק מבחינת צורתו ותכונותיו המכניות; הוא צריך להשתלב באיבר המטרה גם מבחינה ביולוגית ולהפוך לחלק ממנו – רקמה חיה אחת. כאן נכנסים לתמונה נסיונה רב השנים של פרופ' לבנברג בהנדסת רקמות וההיכרות של ד"ר רדנסקי עם כירורגיית הפה והלסת – ידע שרכש בלימודי הדוקטורט ברפואת שיניים.

פרופ' לבנברג נכנסה לעולם הנדסת הרקמות בתקופת הפוסט-דוקטורט שלה ב-MIT, שם פיתחה עם פרופ' רוברט לנגר את השריר המהונדס הראשון שהכיל כלי דם. מאז היא חוקרת ומפתחת טכנולוגיות חדשות ליצירת רקמות תלת-ממדיות להשתלה שייקלטו באופן מהיר ואפקטיבי באיבר היעד. בשנים האחרונות היא רשמה שורה של הישגים מדעיים ובהם שיפור יצירת כלי הדם ברקמה המהונדסת – שיפור המאיץ את היקלטות הרקמה בגוף - ושיקום חוט שדרה פגוע באמצעות רקמה מהונדסת. בנוסף היא פתחה את המרכז לביו-הדפסה בטכניון, הרותם את ההדפסה התלת-מימדית לטובת יצירת רקמות להשתלה.

ד"ר עידן רדנסקי. ההיכרות של עם כירורגיית הפה והלסת סייעה לפיתוח. צילום: דוברות הטכניון

ד"ר עידן רדנסקי מוביל בחמש השנים האחרונות כיוון חדש יחסית במעבדת לבנברג – גידול (במעבדה) של רקמה משולבת המכילה שריר ועצם ולא פחות חשוב – את מערכת כלי הדם החיונית להיקלטותה העתידית של העצם המהונדסת בגוף.

יצירת כלי דם ברקמה מהונדסת היא אתגר קשה ממילא, אך היא קשה שבעתיים ברקמת עצם בשל צפיפותה וקשיחותה. הפתרון שפיתחו חוקרי הטכניון מבוסס על צימוד בין העצם לרקמה רכה השולחת לתוך העצם את כלי הדם. כדי לבחון את ישימות הטכנולוגיה בהיבט הקליני הושתלה העצם עם כלי הדם בגופה של חיית המודל ואכן, כלי הדם של העצם המושתלת התאחו עם כלי הדם של האיבר הפגוע, המתלה הוטמע ברקמת היעד ותוך שבועות ספורים הושגה החלמה מלאה.

"המחקר של רדנסקי מבטא את השילוב הייחודי שהפקולטה מקדמת – שילוב בין הנדסה ורפואה", אומרת פרופ' לבנברג. "הוא רתם הבנה מעמיקה של תהליכים ביולוגיים ואת כלל הידע שרכש בלימודי הכירורגיה ורפואת השיניים לפיתוח של טכניקה חדשה לשיקום רקמות פגועות. את שתלי העצם קיבלנו  מפרופ' גורדנה ווניאק-נובקוביץ' שבאוניברסיטת קולומביה, ומומחי חברת Bruker-Skyscan סייעו לנו רבות בדימות כלי הדם המהונדסים ורקמת העצם בתוך הרקמות המתחדשות. שיתוף פעולה זה, עם הסיוע הנדיב של קרן המחקר האירופאית (ERC) והקרן הלאומית למדע (ISF), אפשרו לנו לרשום את ההישג הזה, שאנו מתכוונים להמשיך ולפתח לטובת השתלה בבני אדם".