מאת: דרור בנטב, חברת “ד.מ. בנטב”.
התחום הרפואי, אשר בו עדיין רב הנסתר על הגלוי, נמצא במצב מחקר ופיתוח מתמשכים. השאיפה הבלתי פוסקת היא לספק לציבור יותר ויותר שירותים רפואיים אשר יתרמו באופן ישיר לשיפור והארכה של תוחלת החיים. כחלק משאיפה זו, השימוש במכשור רפואי מזערי הופך בשנים האחרונות לנפוץ – גם למטרות אבחון וגם למטרות טיפול.
בהמשך להתקדמות מתמדת בתחום הרפואי היוצר מצב בלתי פוסק של פיתוחים טכנולוגיים חדשים, כיום ניצבת בפני הצוות הרפואי האפשרות להגיע למקומות קטנים יותר בפנים הגוף, מקומות אשר בעבר לא הייתה בידינו האפשרות להגיע אליהם שלא באמצעים כירורגיים. כיום קיימת הטכנולוגיה בענפים רבים בתחומי הרפואה השונים, אשר מאפשרים ניתוחים המבוססים על מכשור פולשני מינימאלי אשר מונע את הצורך בחתכים גדולים על מנת להגיע ישירות לאיבר המטופל.
הטכנולוגיות החדשות מאפשרות ניווט פנים גופי מדויק יותר, תוך ניטור של מיקום המכשור והפרוצדורה הרפואית המבוצעת בזמן אמת. כל זאת תוך הימנעות מפגיעה ברקמות ובאיברים הסמוכים, העלאת אפקטיביות הטיפול וקיצור זמן ההחלמה של המטופל.
האפליקציות בהן משתמשים בהחדרת מכשור פולשני מינימאלי לגוף הן רבות וכוללות בתוכן: צנתרים לכלי הדם, החדרת מכשור אבחנתי וטיפולי לפתחי מערכות הנשימה והעיכול, וכלה בהגעה ישירה לאיבר המטופל דרך דופן הגוף המגנה עליו (צלעות, בטן, גולגולת וכד’) באמצעות מספר חתכים מינימליסטיים.
בעבר המחשבה על סיור ממוחשב ומיפוי הגוף ברזולוציית התא היה דבר שנחשב למדע בדיוני, היום בהתפתחות המדע והטכנולוגיה, במיזעור המכשור הרפואי, קיימות כבר מערכות רבות אשר מספקות את התשתית לטיפולים כירורגיים נרחבים ביותר. החל משתלים מיניאטוריים המוחדרים לגוף לשם מעקב למשל אחר מדדי לחץ דם או רמות סוכר בדם, מכשור המשמש לבקרה על פעילות מערכות הגוף – למשל קוצב לב, אלקטרודות לגירוי חשמלי של המוח לדיכוי תחושות כאב. כמו כן טיפולים כירורגיים – צריבה בחום או בקור, טיפולים בקרינה אלקטרו מגנטית ועוד. בנוסף ביישומיי התמצאות וסימון תוך גופי מדויק – ניווט הצוות הרפואי על ידי המכשור הייעודי בעת ביצוע פעולות למטרות אבחון וטיפול.
אז מה השתנה?
אם כך הדרישה היא כאמור שהמכשור הרפואי נדרש להגיע לאזורים חדשים וצפופים יותר בגופו של המטופל (כלי דם צרים במיוחד, מערכת הלב, המח ועוד) הדבר גרם לתכנון וייצור רכיבים שיתנו מענה לאותו אילוץ כמו גם בפיתוח טכנולוגיות המאפשרות חיבור אמין בין הרכיבים הממוזערים השונים.
צורך בולט שנזקק למענה מיידי הינו תכנון וייצור סלילים אלקטרומגנטיים זעירים- הטכנולוגיה שבקצה המכשור הרפואי, שכן לרכיבים אלה תפקיד מפתח במגוון רחב של יישומים תוך-גופיים המבוססים על טכנולוגיה פולשנית מינימאלית.
מגוון התצורות והשימושים בהם התעשייה נזקקת לסלילים ממוזערים רק הולך ומתרחב. כיום יש מעט חברות בעולם המתמחות בתכנון ויצור סלילים ממוזערים ובטכנולוגיות חוטים אולטרא-דקים, חברת ד.מ בנטב הינה אחת החברות שכן נותנת מענה רחב היקף לתחום זה. אנחנו מתבקשים לתת פתרונות חדשניים שישתלבו ביישומים כמו: ניטור אלחוטי במכשור המושתל בפנים הגוף, הפעלה וטעינת סוללות זעירות המותקנות בשתלים, בקרה חיצונית על שתלים, הקרנת ניווט תוך גופי במהלך פרוצדורות רפואיות כך שהרופא יודע היכן הוא ממוקם בגוף בכל רגע נתון בטיפול ועוד. לא רק שאנחנו מצופים לפתח טכנולוגיות על מנת לייצר את אותם סלילים מזעריים בגדלים שלא ידענו כמותם בעבר, בעקבות הדרישה למענה רחב יותר, אנו גם מספקים פתרונות טכנולוגיים ייחודיים לחיבורם לשאר המערכות התוך-גופיות תוך מענה בלתי מתפשר לדרישות מחמירות מאוד של איכות ואמינות, בטיחות ותקנים כגון התקן הרפואי המחמיר ISO13485 אשר עלינו לעמוד בו. במסגרת מגמת ההתייעלות, בניגוד לעבר, השאיפה היא לא לבצע החלפה בניתוחים חוזרים של אותם מערכות תומכות, למשל כפי שהיה נהוג בעבר עם קוצבי לב – בהחלפתם בניתוח כחלק מתחזוקה שוטפת, המטרה שאותם רכיבים יישארו זמן ממושך בגוף ולכן אנחנו חייבים לוודא שעמידותם ותפקודם עומדים באותן דרישות.
תהליך הליפוף של סלילים מזעריים:
ליפוף סלילים זעירים דורש מיומנות טכנולוגית מיוחדת, שכן הליפוף מתבצע לרוב בחוטים שעוביים עד 9 מיקרון / 0.009 מ”מ – שביעית מעובי שערת אדם. וגודלו החיצוני של הסליל המלופף, המורכב ממאות ואף אלפי כריכות, עשוי להיות קטן ממילימטר, קטן מראש סיכה. נתונים אלה מכתיבים מגבלות של היעדר יד אדם בייצור הסליל, אך גם במקרה זה ישנן בעיות רבות בתכנון והפעלת המכשור הרפואי לצורך מטרת הליפוף.
אפילו המכונות המתקדמות ביותר עלולות להיתקל בבעיה, כגון עמידה בדרישות הלקוחות לצורות גיאומטריות מיוחדות על מנת שיתאימו לאפליקציה שלשמה הוא תוכנן, לצד בעיות רבות שתומן בחובו סוג הליפוף של חוטים כה עדינים כמו: הימתחות או קריעת החוטים במהלך הליפוף, שינויי טמפרטורות המשפיעות על החוט והליפוף, הגנה מפני החלדה, הזדקנות של החוטים ועוד.
כל זאת בנוסף לסוגיה כיצד לחבר את אותן קצוות חוטים מיקרוניים הנותרים גלויים בתום הליפוף באמצעות הטכנולוגיה המתאימה.
על מנת לתכנן את הסלילים שיעמדו באותן דרישות מורכבות על מתכנן ויצרן הסלילים לשאול את עצמו: באיזו טכנולוגיה עליו להשתמש לייצור הסלילים, כיצד לתכנן את הסליל בצורה הטובה ביותר בהמשך לכל המגבלות הקיימות, באיזה עובי חוט להשתמש, וכיצד לתת מענה תומך משלב הייצור ועד שלב חיבור הסליל לאפליקציה הכוללת.
כיום תהליך הליפוף בחברתנו מתבצע במערכות אוטומטיות לחלוטין המתוכננות ונבנות במיוחד עבור כל סליל או משפחת סלילים ממוזערים, בהשקעות העשויות להגיע למיליון דולר ויותר להקמת קו ייצור בודד. מרבית היצרנים בעולם נתקלים במחסום טכנולוגי בטיפול בחוטים שעוביים קטן מ-16 מיקרון (לשם השוואה: עובי שערת אדם היא כ-70 מיקרון). הבעיה קיימת לא רק בקרב יצרני הסלילים, אלא אף בקרב יצרני החוטים, יש מעט מאוד חברות בעולם היכולות לעמוד בקטרים ובאיכות החוטים אליהם אנו נדרשים. לפני מספר שנים נדרשנו על ידי לקוח גדול מאוד בתחום הרפואי, לייצר סליל על בסיס חוט שעוביו 9 מיקרון בלבד! זהו החוט הדק ביותר המיוצר בעולם ויוצר עבורנו בעקבות אותה בקשה. עד אותה העת לא הייתה דרישה משום לקוח לאותו קוטר חוט. לכן, למיטב ידיעתנו, נוכל לומר כיום כי לא קיים עוד יצרן בעולם היודע כיצד ללפף סלילים עם חוט בעובי הזה. מדובר היה בהשקעה גדולה מאד מבחינתנו ובמאמץ טכנולוגי רב אך נענינו לאתגר. בעקבות כך, תכננו ופיתחנו הן את הסלילים והן את כל המערך הטכנולוגי התומך ברמת הציוד ומכונות הליפוף והחיבור.
טיפול וחיבור חוטים אולטרא-דקים -“Ultra-fine wires”:
מעבר לטיפול בחוטים וליפופים כפי שהוסבר, דובר על חיבור אותם סלילים לאפליקציות ומעגלים חשמליים בהם הם משתלבים. בתעשייה כיום נהוג לבצע חיבורי חוטים על בסיס הלחמות – דבר שבמקרה של חוטים דקים ועדינים במיוחד יוצר בעיות שאינן ניתנות לגישור, הלחמה של החוטים מייצרת נטיית יתר של אזור המגע בין החוטים להעלות קורוזיה, מה שמוריד דרמטית את אמינות החיבור. כמו כן הלחמה אינה נותנת פתרון איכותי לחיבור בין חוט דק לחוט עבה יותר – חיבור אשר נדרש כאשר מחברים סליל זעיר למעגל אלקטרוני קיים. אין כיום פתרונות לאתגר מסוג זה והחברות נאלצות להתפשר על חיבור באמצעות הלחמה למרות החסרונות של שיטה זו.
כאשר הגינו את הרעיון של חיבורי חוטים ללא הלחמה פנינו לשוק לשם יישום ורכישה של מכונה אשר יכולה לתמוך בטכנולוגיה הזו, משראינו שאין אף חברה אשר מסוגלת לספק לנו זאת, פנינו לעשות את מה שאנחנו יודעים – התחלנו לתכנן ולייצר פתרון חליפי בעצמנו.
הפתרון אותו מציעה החברה מבוסס על פרוצדורת חיבור כימית-מולקולארית בין החוטים, המשלבת לחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה. יתרונה של שיטה זו הוא בשילוב של חיבור אמין, ללא הלחמה וללא תופעות הלוואי הנגזרות ממנה, ושל תהליך מבוקר וזול יחסית – המאפשר אינטגרציה מלאה לתוך תהליך הייצור הכולל.
אז מה עוד עתיד להתרחש?
הטכנולוגיות התומכות אשר מהוות את בסיס המערכת הרפואית כולה, ובעצם היכולת ללפף ולחבר סלילים זעירים כפי שתואר – פותחות בפני מהנדסים וחברות רפואיות אפשרויות רבות וחדשות. לעתים הנטייה לצאת מהקופסא ולחשוב על פתרונות יצירתיים, נתקלת בחוסר ידע וידיעה כיצד ליישם זאת בפועל.כפי שהצגנו, הטכנולוגיה קיימת, עובדת ומוכיחה עצמה, ובכך מאפשרת לאותם אנשי מקצוע לעשות בה שימוש עתידי מושכל בתכנון המערכות שלהם.
כיום כמעט ואין פרויקט או סליל שאין אנו יכולים לתת לו מענה. על בסיס טכנולוגיות חדשות ואף על ידי שיפור טכנולוגיות קיימות, אנחנו רואים כי אנו מסוגלים לתת מענה לפרויקטים רבים ומגוונים בהמשך לדרישות לקוחותינו. ככל שעובר הזמן והמודעות ליכולות הטכנולוגיות הקיימות תגבר, צפוי שהשימוש בהן יתרחב לעוד ועוד יישומים.
