העור הוא האיבר הגדול ביותר בגוף האדם – אך בניגוד לאיברים אחרים, אין לו חלקי חילוף. כאשר נפגעים ממנו שטחים נרחבים, כמו במקרה של כוויות קשות, האפשרויות הרפואיות מוגבלות.
עכשיו דמיינו עולם שבו ניתן לגדל עור חדש במעבדה – כזה שמיוצר מתאים של המטופל עצמו, מותאם לו באופן אישי, ואפילו יכול להביא לקצב החלמה מהיר יותר במצב של פגיעה. נשמע כמו מדע בדיוני? בעידן שבו הגבולות בין טכנולוגיה לביולוגיה הולכים ומיטשטשים – שיתוף פעולה יוצא דופן בין אוניברסיטת תל אביב למרכז הרפואי שיבא הוביל לפריצת דרך: פיתוח שתל עור מהונדס שמסמן עתיד חדש בריפוי כוויות ופצעים קשים.
4 צפייה בגלריה
מימין לשמאל: ד"ר מרינה בן-שושן, פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ, דנה כהן-ג'רסי וד"ר אילת די סגנימימין לשמאל: ד"ר מרינה בן-שושן, פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ, דנה כהן-ג'רסי וד"ר אילת די סגני
מימין לשמאל: ד"ר מרינה בן-שושן, פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ, דנה כהן-ג'רסי וד"ר אילת די סגני
(צילום: שחר שחר, אוניברסיטת תל אביב)
מלחמת חרבות ברזל שפרצה באוקטובר 2023 הציבה בפני הרפואה הישראלית אתגרים עצומים – בהם ריבוי נפגעים שסבלו מכוויות קשות, לעיתים על פני שטחים נרחבים בגוף. עבור פצועים אלה, האפשרויות הקיימות מוגבלות ולעיתים כואבות ומורכבות. במציאות כזו, הצורך במציאת פתרונות מתקדמים הפך לדחוף ומוחשי.
כוויות מדרגה שנייה ושלישית הן בין הפגיעות הקשות והכואבות ביותר שטיפול רפואי נדרש להן. במקרים חמורים נדרש הליך כירורגי שמטרתו לא רק אסתטית – אלא חיונית להצלת חיים: מניעת זיהומים, סיוע באיחוי רקמות, ושיקום של תפקודי העור.
4 צפייה בגלריה
עור מלאכותי מהונדס לריפוי כוויות, הנראה כיריעה גמישה וחזקה. הוא טבול בתמיסת תרבית בתרבית פטרי, ומורם בעדינות באמצעות מלקחיים – עדות לכך שהוא יציב, נוח לשימוש וקל לתפעולעור מלאכותי מהונדס לריפוי כוויות, הנראה כיריעה גמישה וחזקה. הוא טבול בתמיסת תרבית בתרבית פטרי, ומורם בעדינות באמצעות מלקחיים – עדות לכך שהוא יציב, נוח לשימוש וקל לתפעול
עור מלאכותי מהונדס לריפוי כוויות, הנראה כיריעה גמישה וחזקה. הוא טבול בתמיסת תרבית בתרבית פטרי, ומורם בעדינות באמצעות מלקחיים – עדות לכך שהוא יציב, נוח לשימוש וקל לתפעול
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
"התרפיה המקובלת כיום במצבים כאלה היא השתלת עור עצמי – כלומר, לוקחים עור מאזור אחר בגוף המטופל, ומעבירים אותו לאזור הפגוע", מסבירה פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ, ראש המעבדה לחומרים בהשראת הטבע וננו-טכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב, מצוות המפתחים. "אבל כשמדובר בכוויות שמכסות שטח גוף גדול, לא תמיד יש די עור בריא שניתן להקריב. אנחנו פוגעים ברקמה בריאה כדי לטפל ברקמה פגועה – ובכך יוצרים פצע נוסף שמצריך גם הוא החלמה, ולעיתים מלווה בכאבים לא פשוטים".

לגדל עור במעבדה

כדי להתגבר על הקושי הזה, פותחה בשנים האחרונות טכנולוגיה רפואית בשם CEA - תרבית אפידרמיס אוטולוגית – שמאפשרת לגדל במעבדה עור חדש מתאי המטופל עצמו. "מדובר בתהליך שבו נלקחת ביופסיה קטנה בלבד, ממנה ממצים תאי גזע ולאחר מכן מגדלים אותם לצורת שתל", מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ.
השיטה הזו נמצאת כיום בשימוש בישראל במרכז הרפואי שיבא, אך גם היא לא חפה ממגבלות. "השתלים האלו מגודלים על גבי שכבת תאים ממקור עכברי, כך שיש צורך רגולטורי קפדני לוודא שלא נותרו שאריות מהתאים הזרים ברקמה האנושית", מסבירה ד"ר אילת די סגני, מנהלת בנק הרקמות והנדסת שתלים בשיבא.
פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ: "על ידי שילוב של הנדסת רקמות והנדסת חומרים פיתחנו 'יריעה' דו-ממדית שעליה מגדלים תאי עור שנלקחו מהמטופל. הייחודיות היא שהוספנו לפולימר שממנו עשוי השתל פפטיד קצר שדומה לחלבונים שקיימים ברקמה בגוף, מה שמאפשר לתאים להיצמד בצורה מאוד טובה לפפטיד שעל המשטח וליצור את רקמת העור"
"בנוסף, כאשר מפרידים את השתל מצלחת הגידול – הוא מתכווץ באופן דרמטי. לעיתים בלמעלה מ-50%, כך שהניצולת נמוכה מאוד. כדי לכסות אזור בגודל של זרוע או רגל, יש צורך בעשרות שתלים. מעבר לכך, מדובר ברקמה עדינה מאוד שמורכבת רק מהאפידרמיס – שכבת העור העליונה – ולכן היא דקה, שברירית, מתקפלת בקצוות ומאוד קשה לתפעול בחדר הניתוח".
הצורך הדחוף שזוהה במעבדות המחקר והקליניקות הוביל את החוקרים להציב לעצמם יעד שאפתני: לפתח שתל שיוכל להתנהג כעור לכל דבר ולשפר את סיכויי ההחלמה של נפגעי כוויות. התוצאה נראתה כאילו נלקחה מסרט מדע בדיוני.
"הטכנולוגיה שפיתחנו מאפשרת לקחת ביופסיה קטנה של עור, לגדל את מעט התאים האלה במעבדה, ליצור מהם הרבה מאוד תאים ולגרום לתאים האלה להסתדר בצורה של רקמת עור שאפשר יהיה להחזיר חזרה למטופל לאחר מספר שבועות", מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ: "על ידי שילוב של הנדסת רקמות והנדסת חומרים פיתחנו 'יריעה' דו-ממדית שעליה מגדלים תאי עור שנלקחו מהמטופל.
"הייחודיות היא שהוספנו לפולימר שממנו עשוי השתל פפטיד קצר שדומה לחלבונים שקיימים ברקמה בגוף, מה שמאפשר לתאים להיצמד בצורה מאוד טובה לפפטיד שעל המשטח וליצור את רקמת העור. כך, לאחר שהשתל מוכן אנחנו יכולים ממש להשתיל אותו".
4 צפייה בגלריה
צביעה פלואורסנטית של תאי עור שנלקחו מהמטופל וגדלים על גבי השתל הביולוגי. התאים יוצרים מבנה תלת-ממדי המדמה עור אנושי מלא (Full-Thickness Skin), הכולל שכבת פיברובלסטים ושכבת קרטינוציטים — כמו בעור טבעי. הצביעה מאפשרת להבחין בהתארגנות מרחבית של התאים על היריעה, דבר המעיד על קליטה טובה והתמיינות תקינה של הרקמהצביעה פלואורסנטית של תאי עור שנלקחו מהמטופל וגדלים על גבי השתל הביולוגי. התאים יוצרים מבנה תלת-ממדי המדמה עור אנושי מלא (Full-Thickness Skin), הכולל שכבת פיברובלסטים ושכבת קרטינוציטים — כמו בעור טבעי. הצביעה מאפשרת להבחין בהתארגנות מרחבית של התאים על היריעה, דבר המעיד על קליטה טובה והתמיינות תקינה של הרקמה
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)
4 צפייה בגלריה
צביעה פלואורסנטית של תאי עור שנלקחו מהמטופל וגדלים על גבי השתל הביולוגי. התאים יוצרים מבנה תלת-ממדי המדמה עור אנושי מלא (Full-Thickness Skin), הכולל שכבת פיברובלסטים ושכבת קרטינוציטים — כמו בעור טבעי. הצביעה מאפשרת להבחין בהתארגנות מרחבית של התאים על היריעה, דבר המעיד על קליטה טובה והתמיינות תקינה של הרקמהצביעה פלואורסנטית של תאי עור שנלקחו מהמטופל וגדלים על גבי השתל הביולוגי. התאים יוצרים מבנה תלת-ממדי המדמה עור אנושי מלא (Full-Thickness Skin), הכולל שכבת פיברובלסטים ושכבת קרטינוציטים — כמו בעור טבעי. הצביעה מאפשרת להבחין בהתארגנות מרחבית של התאים על היריעה, דבר המעיד על קליטה טובה והתמיינות תקינה של הרקמה
בתמונות: צביעה פלואורסנטית של תאי עור שנלקחו מהמטופל וגדלים על גבי השתל הביולוגי. התאים יוצרים מבנה תלת-ממדי המדמה עור אנושי מלא, הכולל שכבת פיברובלסטים ושכבת קרטינוציטים, כמו בעור טבעי
(צילום: אוניברסיטת תל אביב)

קיצור זמן ההחלמה באופן משמעותי

לאחר שהשתל פותח במעבדה, ביקשו החוקרים לבדוק כיצד הוא מתפקד בפועל – בתנאים המדמים את המציאות הקלינית. "הרבה יותר קל לעבוד עם השתלים שלנו – להרים אותם, לנייד אותם מהצלחת אל הכוויה עצמה בחדר הניתוח", מציינת ד"ר אילת די סגני. את היעילות של הפיתוח הדגימו החוקרים בניסויים פרה־קליניים. "בעבודה שלנו השתמשנו במודל בחיות, והראינו שהשתלים שלנו מעודדים את הריפוי ומקצרים את משך ההחלמה בצורה משמעותית", היא מסבירה. "השתל ממש עוזר לריפוי של הכוויה, מחליף את העור הפגוע, ומאפשר אינטגרציה בתוך העור הקיים".
מתי יהיה ניתן לעשות בו שימוש על בני אדם? "אנחנו נמצאים כרגע בשיתוף פעולה בין האקדמיה לבית החולים, ועובדים במסגרת פרוטוקולים שמבוססים על סטנדרטים קליניים הנהוגים כיום", מסבירה פרופ' אדלר-אברמוביץ. "כדי שהטכנולוגיה באמת תוכל להגיע לטיפול בבני אדם, אנחנו צריכים לעבור את כל תהליכי הרגולציה והאישורים הדרושים. הניסוי הפרה־קליני שביצענו היה השלב הראשון, שמאפשר לנו להתקדם עם הפיתוח ולקרב אותו ליישום בשטח"
אילו אפשרויות זה פותח לעתיד? "אני מבחינתי חולמת שזה יהפוך לאמצעי סטנדרטי בטיפול בכוויות", היא אומרת. "אבל מעבר לכך, הפוטנציאל של הטכנולוגיה רחב – היא יכולה להתאים גם לפצעים קשי ריפוי, לפצעים סוכרתיים ולמקרים מורכבים נוספים. אוכלוסייה גדולה מאוד בארץ ובעולם מתמודדת עם הבעיות האלה, ואם נצליח להנגיש את השתלים גם לה – נוכל לא רק להציל פצועים, אלא גם לשפר באופן משמעותי את איכות החיים של אלפי מטופלים".
הפיתוח נערך בהובלת פרופ' ליהי אדלר-אברמוביץ והדוקטורנטית דנה כהן-ג'רסי מהמעבדה לחומרים בהשראת הטבע וננו-טכנולוגיה בבית הספר לרפואת שיניים, בפקולטה לרפואה ומדעי הבריאות ע"ש גריי באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם ד"ר אילת די סגני, מנהלת בנק הרקמות והנדסת שתלים בשיבא, ד"ר מרינה בן-שושן, מנהלת מחקר, ד"ר מוטי חרץ מנהל היחידה הארצית לטיפול נמרץ כוויות בשיבא, פרופ' יוסי חייק מנהל המערך לכירורגיה פלסטית והמרכז הארצי לכוויות בשיבא, ד"ר עמית סיט מבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב וד"ר עדי ליאאני חוקרת מהמעבדה להנדסת שתלי עור ע"ש גרין בשיבא.