אחד הגביעים הקדושים של תעשיית הרפואה והביוטק הוא "מדפסת רקמות" או היכולת להדפיס וליצור איברים יש מאין, או לכל היותר מדגימת תאים. ניסויים בתחום הזה נמשכים כבר למעלה מעשור, וללא הצלחה מרובה - עד עכשיו.
היישומים של מדפסת רקמות ברפואה הם רבים ומגוונים: החל מסיוע לנפגעי כוויות על ידי הדפסת "יריעות" של עור מהתאים שלהם עצמם כך שייקלטו בקלות, דרך תרופות מותאמות אישית לחולי סרטן שניתן לנסות אותן על רקמת תאים מודפסת מתוך דגימה שנלקחת מהחולה, ועד צמצום משמעותי של ניסויים בבעלי חיים, אם יהיה ניתן להחליף אותם בתחליף רקמה אנושית לבדוק עליה תמרוקים, תרופות ותכשירים.
ההזנק האיטלקי Bio3DPrinting (שם ישיר למדי) מפירנצה. עושה בדיוק את זה. אחרי ההדגמה המרשימה שלהם בכנס 3DExperience ביוסטון, ישבתי עם אורורה דה אקוטיס, נשיאה ומייסדת שותפה של המיזם לשיחה.
הסיפור של Bio3DPrinting (שהיא יחידה בתוך חברה גדולה יותר שנקראת SolidWorld), הוא סיפור הזנק קלאסי: פיתוח אקדמי, שיצא מהאוניברסיטה של פיזה עם כמה מדענים שהבינו שיש להם משהו גדול ביד והחליטו להפוך את המחקר למוצר. דה אקוטיס מעידה על עצמה שהיא אכן "עריקה" מהאוניברסיטה של פיזה, כשלפני שלוש שנים היא ועוד שני פרופסורים מהואניברסיטה עשו בדיוק את הצעד המתואר. ההזנק, שנשען בהתחלה על מתקני האוניברסיטה, מחזיק את מרכז המחקר והפיתוח והמטה בפיזה, ואילו מתקן הייצור של החברה נמצא בטוסקנה, לא רחוק מפירנצה. הם עדיין נמצאים בשלב של הזנק קלאסי: שני עובדים בשכר מלבד המייסדים, ועוד שלושה דוקטורנטים.
ליצור עור אנושי תוך שעה
מדפסת להדפסת רקמות, כולל היכולת בטווח הארוך להדפיס איברים שלמים זהו האתגר המרכזי בתחום, וחברות שונות עובדות על ה-"גביע הקדוש" הזה, מסבירה דה אקוטיס בשיחה עם וואלה. "כרגע אנחנו יכולים להדפיס מקטעים של רקמות אדם, למשל עבור ניסויי תרופות", אומרת דה אקוטיס. "כרגע השלבים המוקדמים הם בניסויים על חיות, וחיות הן לא בני אדם... המטרה שלנו היא גם להפחית את הסבל של חיות (בניסויים - נ.ל.), ולהוריד את עלות הפיתוח של תרופות", אומרת המייסדת השותפה בהזנק.
"שימוש אחר זוהי רפואה מותאמת אישית - יש תרופות לסרטן המותאמות אישית (חלקן אגב מפותחות על ידי חברות ישראליות - נ.ל.), ואנחנו יכולים להשתמש ב-'עכביש החשמלי' כדי לבדוק את התרופות לפני שמנסים אותן על החולה. אנחנו יכולים לקצור תא סרטני מחולה, ואז ליצור רקמה כדי לבדוק את התרופה".
להדפיס אטומי חמצן
דה אקוטיס מספרת שהם עובדים על כל התחומים המתוארים במקביל. "אנחנו כרגע בוחנים מבנים בחיות, כמו עכברים או ארנבות. הפרדיגמה היא שאתם צריך לקחת תאים מהחולה - אבל במעבדה אפשר גם לעבוד עם תאים אחרים. יש לנו למשל, בחינה של תיקון פצעים בעור וכוויות, טיפול בפצעי סוכרת ועוד. אנחנו יכולים להדפיס מבנה משמעותי לשימוש רפואי בתוך שעה, ואז לחתוך אותו לגודל המתאים. הבעיה העיקרית שאנחנו עדיין מתמודדים איתה היא המבנה המורכב של כלי דם", אומרת נשיאת Bio3DPrinting.
"הדפסה ביולוגית היא דומה להדפסה תלת ממדית מוכרת, אבל עם חומרים ביולוגיים. העיקרון זהה, החומרים שונים - אנחנו מדפיסים שכבה אחרי שכבה, עם חומרים ביולוגיים...אנחנו משתמשים בשני סוגים חומרים, חומרים מוטענים בתאים, וחומרים ללא תאים. האלקטרו ספיידר (העכביש החשמלי), משלב טכנולוגיה של סחרור שמאפשרת לנו להדפיס ברזולוציה מדויקת, ואנחנו יכולים להדפיס צינורות שיכולים להחליף עורקים. אנחנו יכולים להדפיס מבנים של תאים שאפשר לגדל לכדי רקמה".
ומהו אותו 'עכביש חשמלי', המהווה את "הרוטב הסודי" של מדפסת הרקמות?
"ה-ElectroSpider משתמש ברובוט, שעליו יש ראשי הדפסה ביולוגיים שיכול להדפיס ביולוגית מבנה ביולוגי תלת ממדי", מסבירה לנו דה אקוטיס, "בריבוי של הראשים יש לנו עד חמישה כלי הדפסה ביולוגית, עם טכנולוגיה שעושה שימוש בננוטכנולוגיה דרך מזרק ההדפסה והלוחית, ויש לנו כלי שיכול להדפיס אטומי חמצן, פלסטיקה ברמת ננו ועד רמה מילימטרית, ויש לנו כלי שיכול להשתיל ברקמה חומרים רגישים לאור, כדי לתת לרקמה עמידות", מתארת דה אקוטיס את הטכנולוגיה המופלאה.
Bio3DPrinting גם עושים שימוש בבינה מלאכותית כדי לנהל את תהליכי הייצור שלהם ולעמוד בתנאים המחמירים שנדרשים מהם בסטנדרט הרפואי, ואילו כדי לדמות את עבודת ה-"עכביש החשמלי", הם משתמשים בתוכנת SolidWorks של חברת דאסו סיסטמס הצרפתית, כדי לדמות את הליך ההדפסה הביולוגית המאוד זעירה וגם כדי לעצב את כלי העבודה שלהם - מה שמסביר את הנוכחות שלהם בכנס של דאסו השנה, שם הציגו היזמים האיטלקיים את מדפסת הרקמות שלהם, שעם קצת מזל, תשנה את פני הרפואה המוכרת לנו.