כל הרופאים ובמיוחד כירורגים מכירים בכך כי כל ניתוח וכל חולה שונים זה מזה. הגורמים להצלחה בניתוח מורכבים ממספר משתנים, אחד מהם הינו היערכות הכירורג לקראת הניתוח, תוך השלמת הפרוצדורה בטווח זמן מתאים ולקיחה בחשבון של הצרכים – הסיכונים הנלווים, תוך מניעת סיבוכים במהלך ואחרי הניתוח. כל הגורמים הללו באים בחשבון כאשר משתמשים בטכנולוגיות הדפסה תלת ממד.
טכנולוגית ההדפסה בתלת-ממד משפיעה עלינו בתחומים רבים ואחד מהענפים בהם היא הופכת לא רק לנפוצה יותר ויותר אלא גם מצילת חיים, היינו עולם הרפואה. הטכנולוגיה המהפכנית מאפשרת ליצור יש מאין – החל מהדפסה של מודלים רפואיים (הדפסה של איברים כמו לב, כליה, עצמות וכד’) העוזרים בהכנה לניתוח, מקצרים את זמני הניתוח ומשפרים את תוצאותיהם, ועד להדפסה של שתלים, כלי עזר לניתוחים ואביזרים המותאמים אישית לכל מטופל.
הדפסת תלת ממד היא תהליך ייצור בו מונחת שכבה מעל שכבה על פי הגדרות תכנות קבועות מראש עד ליצירת מודל תלת ממדי. הנחת היסוד הינה כי הדפסות תלת ממד משפרות את איכות ותוצאות הטיפול במטופלים, מורידות עלויות ומעלות את מהירות הטיפול בכל שלב ושלב בשרשרת הערך. זהו כלי וורסטילי המסייע לבתי חולים לייעל את עבודתם ולשפר את תוצאות ואיכות חיי המטופל.
השימוש בהדפסת תלת ממד בתחום הרפואה גדל משמעותית בשנים האחרונות. במחקרי שוק עדכניים שפורסמו בשנת 2018 רואים כי בשנת 2016 השימוש הגיע ל 0.71 מיליארד דולר, והצפי הוא 3.51 מיליארד דולר בשנת 2025 .
כיתוב: מחקר המציג את מגמת השימוש בטכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד בתחום הרפואה
חברת סטרטסיס (Stratasys), חברה ישראלית גלובלית (נסחרת בנסדאק מתחת לסימן SSYS), המובילה את תחום הדפסת התלת-ממד בעולם מזה שלושה עשורים, פועלת רבות בענף זה. במסגרת זו טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד של החברה מאפשרת שחזור מדוייק של אנטומיית החולה ומסייעת למנתח להתמודד עם הבעיות טרם כניסתו לחדר הניתוח. מודלים רפואיים מסוג זה נמצאים בשימוש בדיסציפלינות שונות: אורתופדיה אונקולוגית, כירורגיית פה ולסת ושחזורים פלסטיים, ניתוחיים על רקע סרטני. ע”פ איל מילר, סמנכ”ל מנהל המחלקה הרפואית בחברת סטרטסיס “אנו צופים גידול משמעותי במגוון אפליקציות הרפואיות בשנים הקרובות ככל שיתווספו עוד סימוכין קליניים נוספים ברחבי העולם”.
רפואת השיניים היא התחום הראשון בו טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד נמצאת בשימוש מקיף יומיומי. מעבדות שיניים גדולות עושות שימוש יומי במדפסות תלת ממד, להכנת מגוון רחב של מודלים דנטליים לבדיקת ההתאמה של כתרים, גשרים ושתלים ולשם ייצור של מכשירים אורתודנטיים. אחד הנושאים החמים בתעשיית הדנטל בשנים האחרונות הוא נושא יישור השיניים עם פלטה שקופה. הטכנולוגיה קיימת כבר כ-20 שנה והטיפול מתאפשר בייצור המוני בזכות טכנולוגיית ההדפסה בתלת מימד. בשנה שעברה החלו לפוג הפטנטים על טכנולוגיה זו, מה שמאפשר לראשונה לייצר פלטות שקופות בעלות נמוכה משמעותית, מה שיוצר ביקוש רב בקרב קבוצות גיל שונות.
כיתוב: הדפסת מודל של פציינט בתחום רפואת השיניים, באמצעות הדפסה במדפסת תלת ממד של חברת סטרטסיס
מודל ו- surgical
guide של חברת סטרטסיס לשם ביצוע קידוח
מדוייק במקרה מורכב של השתלת שיניים
בתחום הכירורגיה הכללית המעבר מדו מימד למדפסת התלת ממד מאפשר תכנון מוקדם, בחינה של מספר אפשרויות והערכת סיכונים מדוייקת יותר. בנוסף, המודל מאפשר לבצע מניפולציה תוך יצירת התאמות ייחודיות – התאמת שתלים, הכנת כלי חיתוך על ידי התאמה מראש לאנטומיה של המטופל, זאת למשל בניתוחים הכוללים כריתה של עצמות עם נגעים המצריכים כריתה חלקית או מלאה. כך למשל בזכות מדפסות תלת מימד של חברת סטרטסיס, התאפשר להדפיס מודל לב של ילדה בת 4. המקרה היה מסובך ולא בר ניתוח, אולם הדפסת המודל של הלב אפשרה לרופאים לבצע סימולציה מדויקת ולתכנן את פעילותיהם לפני הביצוע בחדר הניתוח, דבר אשר הציל את חיי הילדה, שהיום חייה חיים נורמליים לגמרה.
כיתוב: מיה גונזלז, בת 4 מחזיקה את מודל הלב שלה, שהודפס במדפסת תלת ממד של חברת סטרטסיס
דוגמא נוספת בוצעה לאחרונה בבית חולים אוניברסיטאי גוטנברג במיינז. בהערכות לניתוח הצוות הרפואי ערך אבחון לחולה שנדחתה על ידי מספר מרכזים רפואיים בשל מורכבות המקרה. החולה, אישה בת 53 סבלה מחסימה של כלי דם בצוואר כתוצאה מעיוות בכלי דם מרכזי הקרוב ללב. הצוות הרפואי שזיהה את הצורך הדחוף באפיון החולה וסביבת הניתוח הגיע למסקנה כי צילומי סי טי אינם מאפשרים לתת תמונה ברורה וודאית של האנטומיה כך שלא ניתן לקבוע מהם המהלכים הניתוחיים הנדרשים כהכנה לניתוח. במקרה זה, הדפסת מודל פיזי בתלת ממד של האנטומיה המורכבת אפשרה למנתח לקבל החלטה מובנית ומבוססת על דרך הניתוח המתאימה ביותר.
מקרה אחר התרחש בבית חולים קווין אליזבט, אנגליה. מטופל הגיע לבית החולים עם עיוות משמעותי. גם כאן התבצעה המרה של קבצי סי טי בעזרת מדפסת של סטרטסיס בעלת יכולות דיוק ברמה כה גבוהה אשר מאפשרת אף לקבל העתק אנטומי מדויק בצורת מודל מודפס. בית החולים שילב את יכולות ההדפסה בתלת ממד, תוך יצירת חלקים ייחודיים מותאמים אישית, המאפשרים חיתוך מדויק והחלפה של חלקי עצם כך שיתאימו בצורה מושלמת למבנה העצם לפני הניתוח. השימוש במודל רפואי, שהודפס בתלת ממד, קיצר משמעותית את משך הניתוח והוריד את רמת הסיבוכים לאחר ניתוח ולהתאוששות מהירה של הפציינט. בנוסף, משך הניתוח התקצר ב-4 שעות – נתון בעל משמעות פיננסית עבור בית החולים.
בבית חולים נוסף בארצות הברית, טיפלו במקרה של כריתת גליומה, ניתוח נוירו-אונקולוגי: מדובר על גידול עמוק, באזור סיכון גבוה, דרך מעברים המהווים מכשול. הדמיה קונבנציונלית, עם מגבלות של דו ממד, לא הייתה מסוגלת לחשוף את האתגרים הטכניים הפוטנציאלים של אנטומית המטופל ואת הפתולוגיה. בעזרת מודל תלת ממדי מודפס (סימולציה של הגידול ואזור הגידול) התאפשר לתכנן את הכריתה – המודל הראה את הגידול בצבע שונה מכלי הדם ופתר את ההתלבטות בבחירת הגישה הכירורגית.
מטופל אחר, בן 10 עמד לפני ניתוח אקו – קרדיולוגי מורכב. ה-MRI העלה כי גודל הפרוזדור השמאלי תוך שמירה על החדר השמאלי עשוי להיות בלתי ניתן לתיקון. אחרי ניתוח מודל תלת ממד הובהר כי גודל החדר השמאלי מתאים וכי המטופל יוכל לעבור בבטחה את התיקון הנדרש. השימוש שנעשה במדפסת בעלת רזולוציה גבוהה (עד 14 מיקרון) ומודלים מרובי צבע במאפרים הבחנה בין מבנים אפשרו לבסס הסתכלות אנטומית מדוייקת יותר ולהוביל בבטחה את הפרוצדורה המסובכת.
כיתוב: ניתוח אקו קרדיולוגי מורכב של ילד בן 10, שמודל מקדים הודפס באמצעות מדפסת תלת ממד של חברת סטרטסיס למטרת סימולציה לפני הניתוח.
פרופסור ‘ז’אן-כריסטוף ברנהרד, פרופסור לאורולוגיה בבית החולים האוניברסיטאי של אוניברסיטת בורדו שיתף “שימוש במודל מודפס תלת-ממדי הכולל את גידול הכליה של המטופל, העורקים וכלי הדם – כל אחד בצבע שונה – מספק תמונה מדויקת של מה שנראה במהלך הניתוח. היכולת לראות את המיקום הספציפי של הגידול ביחס לשאר המבנה, בשלושה ממדים, מאוד מקל על המשימה שלנו. הדבר לא היה ניתן להשגה בקלות מסריקה דו ממדית. הדרך המוצעת במודל המודפס בתלת-ממד מעלה את היכולת לבצע ניתוח מדויק. בנוסף, התכנון לפני הניתוח מסייע בזיהוי והימנעות מפגיעה בעורקים ובכלי דם עדינים הנמצאים בסמוך, אשר עלולים לגרום להסרה מלאה של הכליות”.
בישראל טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד בחדרי הניתוח נכנסה לשימוש בשנים האחרונות. ד”ר שלמה דדיה סגן מנהל המחלקה לאורתופדיה אונקולוגית באיכילוב ומנהל המרכז לכירורגיית תלת ממד של בית החולים, משתמש פעמים רבות בטכנולוגיה של חברת סטרטסיס. בשתי שנות פעילותו המרכז ביצע כ 240 מקרים בהם תוכננו והודפסו מודלים אנטומיים, מכשור ומשתלים מותאמי חולה כהכנה לניתוחים מורכבים מתחומי כירורגיה שונים, לרבות כריתת גידולי עצם מורכבים שבהם הטכנולוגיה הובילה לעליה בשימור גפיים ומפרקים, ושיפור משמעותי בתפקוד החולים. לדברי ד”ר דדיה: “טכנולוגיית התלת ממד היא לא פחות מאשר מהפכה כירורגית שקטה, הינה חלק מטרנד עולמי של רפואה מותאמת אישית ומדויקת ונותנת לכירורגים את הכלים הנחוצים על מנת להגיע עם מירב האינפורמציה והמוכנות לניתוחים מורכבים”.
על מנת להגיע לרמה גבוהה של דיוק והבנה כוללת בית החולים איכילוב עושה שימוש נרחב במדפסת המובילה כיום בעולם, המאפשרת שימוש בשילוב של צבעים וחומרים שונים במודל בהדפסה אחת (מדפסת J750 של חברת סטרטסיס). מדפסת זו הינה בעלת תכונות ייחודיות של ספקטרום רחב של צבעים תוך שימוש במגוון חומרים. תכונות אלו מאפשרות כאמור להגיע לרמה גבוהה של דיוק תוך אבחון ברור של האזור הנגוע המצריך כריתה.
ההיבט הפיננסי – פתרונות מותאמים לבתי החולים
אחד מהפיתוחים של חברת סטרטסיס הינו טכנולוגיה פורצת דרך מסוגה בעולם: שימוש במגוון צבעים רחב תוך שילוב חומרים שונים המאפשרים לקבל סימולציה מדויקת של האנטומיה של חולה הספציפי. הטכנולוגיה צפויה להפוך לכלי עבודה חשוב וחיוני בבית חולים, מתוך ראייה הוליסטית של שילוב כירורגים, רדיולוגים ואנשי אפליקציה. אינטראקציה מסוג זה מייצרת תובנות וידע פנימי שיביא לשיפור יכולות ומקסום השימוש במדפסות תלת ממד.
בנוסף, הטכנולוגיה שמביאה חברת סטרטסיס היא בעלת משמעות פיננסית עקיפה ביצירת ייחודיות והעדפה של מטופלים בבחירת בית חולים המשתמש בטכנולוגיה זו. בעידן שבו מטופלים בודקים חלופות והמלצות של מנתחים, מוסדות רפואיים מבליטים את יתרונם למול בתי חולים אחרים ומדפסות תלת ממד הפכו לאחד מהקריטריון לאיכות.
תפיסת החולה – כגורם המרכזי (רפואה מותאמת אישית)
בהסתכלות על הגורמים המאיצים את השימוש בטכנולוגיית ומדפסת התלת ממד לצרכים רפואיים שיגרתים ניתן לזהות מספר גורמים מרכזיים: הדרישה למודלים רפואיים המותאמים בצורה מדויקת לחולה, פיתוח מדפסות משוכללות יותר בעלות תכונות משופרות כגון מגוון רחב של צבעים וחומרים על מדפסת אחת, קיצור זמנים וצמצום עלויות עבור בתי החולים, עלייה בשימוש כתוצאה מיכולות במגוון רחב של אפליקציות רפואיות, תמיכה ממשלתית/כיסוי ביטוחי על מנת לשחרר תקציב ייחודי לרכישת המדפסות, בניית מודל כלכלי שיראה קורלציה בין שימוש במודל תלת מימדי לשיפור בתוצאות הניתוחיות.
