פיתוח כלי דם מלאכותיים, פיתוחים סטריליים ופיתוח לחולי דיאליזיה וללקויי ראיה

במסגרת תערוכת הפרויקטים 2019 של בוגרי המחלקה להנדסת מכונות ומכטרוניקה הוצגו פיתוחים שונים בתחום הבריאות ושירות הפרט:
פיתוח כלי דם מלאכותיים מחומרים ביולוגים המופקים מאצות ואלמוגים – עבודתן של אידן רעות וחזן ספיר, בהנחיית ד"ר מירית שרעבי ופרופ' עידית אברהמי בשיתוף עם אוני' תל אביב.
פיתוח עורק מלאכותי בקוטר זעיר, כחלופה לכלי הדם המוסרים בניתוח מעקפים. ייחודיות העורק היותו עשוי חומר חדש (ביו-מרוכב), המשלב סיבי קולגן ארוכים המופקים מאלמוגים וג'ל המופק מאצות. תכונות החומר החדש נבדקו במעבדה (חוזק והתנהגות העורק בזרימה פועמת) והושוו לעורק טבעי מבע"ח כדי לוודא שהעורק תואם לעורק הטבעי ויכול למלא את ייעודו.

מתקן אוטומטי לחיטוי ידיים ועטית כפפות ללא מגע יד אדם – עבודתן של אנג'לה נזרוב, דוד אזולאי ואביגיל אויר, בהנחיית פרופ' צבי שילר.
המתקן שפותח מאפשר חיטוי ידיים ועטית כפפות בו זמנית לטובת תחום הרפואה (בתי חולים, מרפאות, מעבדות וכדומה) וכן לתעשיית המזון. הפיתוח יקצר את זמן שטיפת הידיים ועטית הכפפות לטובת סביבת עבודה סטרילית. הכפפות מתנפחות ע"י משאבת ווקום היוצרת הפרש לחצים. חיטוי הידיים מתבצע ע"י חיישן מרחק שקולט את הידיים ומדליק משאבה שמתיזה חומר חיטוי על הידיים ולאחר מכן מאוורר ומייבש אותן. כל התהליך מתבצע אוטומטית, ללא מגע יד אדם במכונה עצמה.

ניסוי לשיפור באורך ובאיכות החיים של מטופלי דיאליזה – המחקר בוצע ע"י חן בילינסקי במעבדתו של ד"ר סער גולן במחלקה להנדסה כימית וביו-טכנולוגיה.
בישראל קרוב ל 7000 מטופלים כרוניים הנדרשים לעבור ניקוי דם ע"י דיאליזה בבי"ח מס' פעמים בשבוע. לביצוע דיאליזה יש להתחבר לווריד בניתוח חיבור ווריד לעורק בזרוע. חיבור זה נקרא פיסטולה (AVF) זו נקודת הגישה למכונת הדיאליזה. כמחצית מהפיסטולות נכשלות תוך 4 שנים, לרב בשל התעבות הווריד וחסימתו. אז נדרשים המטופלים לעבור ניתוח נוסף, בהליך הגורם סבל פיסי ונפשי. כמו כן, כל פיסטולה חדשה דורשת תקופת החלמה עד שניתן להשתמש בה. מטרת המחקר להעריך כמותית איזה מהשיטות הקיימות היא בעלת אורך חיים מרבי, בכדי לדחות ככל הניתן ניתוחים חוזרים ולהאריך את תוחלת חיי הכליה עד הצורך בהשתלה.
במחקר שוחזרו שני מבני פיסטולה אופייניים ונבדקו הזרימות במערכת המדמה את כלי הדם. לשם כך נעשה שימוש באמצעים טכנולוגיים המאפשרים תיעוד בזמן אמת של מגוון פרמטרים ביולוגים רלוונטיים כגון ספיקות.

תיקון אופטימלי של הראייה לאחר השתלת קרנית – עבודתם של יחיאל באואר ובר וינדר, בהנחיית ד"ר משה ברנד מאונ' אריאל וד"ר משה חלק מבי"ח שיבא.
לאחר השתלה זו עלול מבנה הקרנית להתעוות ללא אפשרות לתיקון אופטימלי. הטיפול המקובל: ביצוע חתכים או שיוף הקרנית. במחקר פותח אלגוריתם לתיקון אופטימלי של מבנה הקרנית עבור מבנה ספציפי של המטופל. במהלך הפיתוח יעשה לראשונה ניסיון לשלב בין 2 סוגי הטיפולים, לקבלת פתרון אופטימלי. עבודתו של  עמית רון ויאיר גולדנברג בהנחיית ד"ר משה ברנד מאונ' אריאל וד"ר יואב נחום מבי"ח בלינסון.
האם ניתן לטפל בסטנט גראפט מסחרי במטופלים שונים עם מפרצת באבי העורקים? מפרצת זו הרחבה של העורק הראשי, שמחלישה את דופן העורק שעשוי להיקרע ולגרום למוות מיידי. כשמתגלה מפרצת, נדרש טיפול מיידי. אחת מאפשרויות הטיפול נעשית ע"י החדרת צינור מלאכותי סטנט גראפט המחליף את העורק ובו זורם הדם. לסטנט זה יש כמה יציאות המדמות את מבנה העורק הראשי וההתפצלויות ממנו לעורקים נוספים בחלל הבטן. סטנט גראפט מסוג t-Branch הוא מוצר מדף, שתוכנן כך שיתאים למטופלים שונים עם מבנה עורקים שונה. במחקר נבחנו התאמת סטנט גראפט זהה (מסוג t-Branch) במטופלים שונים, על סמך נתוני CT שלהם.

המציא מתקן רובוטי להצלת אדם טובע שאיבד הכרתו

שלמה פישמן, בוגר המחלקה להנדסת מכונות ומכטרוניקה באוניברסיטת אריאל, הציג את ההמצאה יחד עם חבריו במסגרת פרויקט הגמר וזכה לשבחים רבים על הרעיון.

הרובוט ישוט על פני המים אל האדם הטובע, יצלול ויתמקם מתחתיו. לאחר מכן הרובוט יעלה עם הטובע מעל פני המים וישוט במהירות חזרה לחוף.
"זה מעין שילוב בין רפסודה לצוללת. הייחודיות במערכת שלנו היא שהרובוט יכול לאתר גם אנשים שמאבדים הכרה בתוך המים ולא צריך להסתמך על הכרתו של הטובע אם הוא אינו יכול לסמן שהוא במצוקה", מסביר פישמן על ההמצאה ומוסיף, "המערכת תהיה בתחנת עגינה בערך 200 מטר מהחוף לפי נתונים שבדקנו היכן אנשים טובעים לרוב וברגע שהמציל יזהה את הטובע הוא יפעיל את המערכת באמצעות שלט וישיט אותה עד הטובע. המערכת, בעזרת שתי המשאבות שלה, תשקע למטה מתחת לטובע בצורה הכי אופטימלית שאפשר כשהיא מסתייעת בעזרת שתי מצלמות. יחד עם שתי משאבות נוספות המערכת תצוף מעל פני המים יחד עם הטובע לחוף. רצינו שזה יהיה יותר אוטונומי אבל לא היה לנו מספיק זמן ותקציב לכך. זה משהו שנוכל לפתח בהמשך".

השבוע הציגו פישמן וחבריו את ההמצאה במסגרת פרויקט הגמר שלהם וזכו לשבחים רבים על הרעיון. כרגע ההמצאה נבחנת אצל משקיעים פוטנציאליים והוא כולו תקווה שהיא אכן תצא לשוק.
"יש כמה אפשרויות שנבדקות. אני יודע שיש כבר הצעה אחת ממשית לפתח את הפרויקט הזה. הרעיון הוא שבסופו של דבר ההמצאה הזו תהיה בחופים עירוניים כדי שהמצילים יוכלו להציל חיים. כרגע אנחנו מתרכזים באיך להשקיע ולפתח את זה יותר. בגדול התוצר כבר כמעט מוגמר ואפשר להגיד שהוא עובד כמעט מעולה, אבל יש עוד כמה דברים קטנים שצריך לשפר".

על האפשרות שההמצאה שהתחילה כפרויקט גמר תהפוך בסופו של דבר למוצר מציל חיים, הוא אומר: "אם באמת יקרה עם זה משהו מעבר, זה יהיה סיפוק מאוד גדול לראות משהו שעבדנו עליו שנה שלמה מגיע לרמה של מוצר שמציל חיים. זה יהיה מדהים בעיניי. כילד תמיד אהבתי ונמשכתי לתחום, אבל לא דמיינתי שאמציא משהו שיכול להציל חיים".

על השאיפות בהמשך הוא אומר: "קודם נראה מה קורה עם הפרויקט הזה. אם יהיו בסופו של דבר משקיעים שיעזרו לנו לפתח אותו, נראה מה יקרה בהמשך".