פלסטרים,
הדור הבא

חבישה ותפרים נחשבים כבר היום לדרך מיושנת לטיפול בפצעים, ויש עניין הולך וגובר בפיתוח אמצעי טיפול מתקדמים יותר. בעשור האחרון נעשו ניסיונות רבים לפתח אמצעי חבישה משוכללים, שיחסכו סבל ויסייעו בריפוי הפצעים. 

במחקר שפורסם בכתב העת המדעי Advanced Materials, הציגה קבוצתו של פרופ' חוסאם חאיק מן הפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון אבטיפוס של פלסטר חכם: הוא סוגר את הפצע ללא צורך בתפרים, מטפל בזיהום ותורם לריפוי הפצע. הפלסטר גם מנטר מדדים המצביעים על מצב הפצע, וכך מאפשר לזהות בזמן אמת אם התפתחו בו זיהומים ולעקוב אחר שלבי ההחלמה. כל המדדים נשלחים בזמן אמת למחשב הרופא המטפל.

כשחומת העור נפרצת

אחד התפקידים העיקריים של העור הוא למנוע חדירת גורמי מחלה לתוך הגוף. כאשר מחסום העור נפרץ בגלל פצע, כווייה, חתך או אפילו עקיצה, גורמי מחלה יכולים להיכנס לגופנו, להתרבות בתוכו ולסכן את בריאותנו. כשהזיהום בעור מצומצם ומוגבל לשכבות החיצוניות, הגוף מצליח בדרך כלל להתגבר עליו באמצעות מערכת החיסון, והפצע מחלים ללא טיפול מיוחד. כאשר הפצע גדול או עמוק יותר, דרוש לעיתים טיפול שיסייע למערכת החיסון, כגון מריחת חומר מחטא או משחה אנטיביוטית הקוטלים חיידקים. אם הפצע עמוק מאוד והזיהום חריף, החיידקים עשויים להתרבות ולחדור לרקמות פנימיות, להתפשט דרך מחזור הדם לאיברים נוספים ובמקרים נדירים וקשים אף לגרום לאלח דם (sepsis), מצב רפואי העלול להיות קטלני. במצבים כאלה משחה אינה מספיקה, והחולה עשוי לקבל טיפול אנטיביוטי דרך הפה או ישירות לדם דרך הווריד.

כאשר הפציעה מורכבת ונגרם נזק רחב לעור ולרקמות שמתחתיו, נדרשת התערבות כירורגית שבה רופאים מטפלים ברקמות שנפגעו וסוגרים את הפצע, באמצעות תפרים או סיכות, כדי לאפשר איחוי וריפוי תקינים. אחרי התפירה חובשים את הפצע כדי למנוע חדירה של גורמי זיהום לתוכו, אך בכך לא נגמר הטיפול -  מדי כמה ימים מסירים את התחבושת, ואיש צוות רפואי בודק אם הפצע מחלים או שניכרים בו נפיחות, אודם וחום, המעידים על זיהום. פצעים או כיבים כרוניים כמו פצעי לחץ, פצעים סוכרתיים, כוויות וכדומה, שאינם נרפאים במהירות, דורשים החלפה יומיומית של התחבושות לאורך תקופה ארוכה. 

לטיפול זה כמה חסרונות. ראשית, התפירה עצמה היא הליך פולשני, מלווה בכאב ופוגעת גם ברקמות הבריאות שמסביב לפצע. שנית, הסרת התחבושת והחלפתה כואבת גם כן, מפריעה לתהליך הריפוי ועלולה לחשוף את הפצע לגורמי זיהום ולסיבוכים נוספים. בנוסף לכך, דרוש איש צוות רפואי כדי להסתכל בפצע ולהעריך מה מצבו. הערכה כזו, המבוססת על הסתכלות, בהכרח אינה מדויקת בהשוואה לבדיקה של מדדי דלקת אובייקטיביים ומדויקים, והיא גוזלת מזמנו של איש המקצוע, ומחייבת את הגעתו של הפצוע למרפאה.

הפלסטר סוגר את החתך ללא צורך בתפרים, מעכב התרבות מזהמים ומנטר את החלמת הפצע. דיאגרמה המראה את דרך עבודתו של הפלסטר החכם | אתר הטכניון 

הפלסטר החכם

הפלסטר שפיתחה קבוצתו של פרופ' חאיק, הנקרא בראשי התיבות Multifunctional Wound Dressing) MFWD), מנסה לתת מענה לכל הבעיות הללו. הפלסטר סוגר את החתך ללא צורך בתפרים, מעכב התרבות מזהמים ומסייע בהחלמת הפצע. נוסף על כך, הוא מכיל מערך חיישנים המנטרים מדדים כימיים ופיזיקליים בדייקנות ובזמן אמת, מזהים החמרה של הזיהום או לחלופין החלמה, ושולחים את הנתונים לרופאה. החוקרים יצרו אבטיפוס פעיל של הפלסטר החכם והדגימו את יעילותו בתרביות רקמה ובבעלי חיים.

הפלסטר עשוי מחומר הנקרא אלסטומר – פולימר גמיש, חזק ועמיד. בניגוד לדרך הטיפול המקובלת, את הפלסטר הזה יש להדביק על הפצע לפני שמחטאים אותו ומטפלים בו. לאחר ההדבקה, הרופא עושה חתך בפלסטר עצמו, ודרך החתך מטפל באזור הפציעה. לבסוף הרופא שב ומצמיד את שני צידי הפלסטר זה לזה במשך שניות אחדות. הפלסטר, ובכלל זה המשטח הפולימרי והחיישנים שבתוכו, שבים ומתאחים בתוך שלוש שניות למשטח אחד שלם, וקצות העור שסביב הפצע נצמדים זה לזה בלי צורך בתפרים. בדרך זו החתך נשמר סגור ומוגן מפני חשיפה לזיהום, ויכול להחלים ולהתאחות. 

כאן הפלסטר, והרי החדשות 

נוסף על יכולתו של הפלסטר לסגור ולכסות את הפצע, הוא מסוגל גם למדוד באופן רציף כמה מדדים כימיים ופיזיקליים המצביעים על התפתחות זיהום או על החלמה. הפלסטר בנוי משלוש שכבות, שהאמצעית מביניהן מכילה חיישנים רגישים העוקבים אחר שינויים פיזיולוגיים באזור הפציעה, כגון טמפרטורה, רמת גלוקוז ורמת חומציות (pH). מידע חשוב זה משודר בזמן אמת למכשיר חיצוני כמו מחשב או טלפון נייד, והרופאה המטפלת יכולה לעקוב אחריו בלי צורך בהסרת החבישה או בהגעה של המטופל למרפאה.

הפלסטר מכיל חיישנים רגישים העוקבים אחר שינויים פיזיולוגיים באזור הפציעה. שכבת החיישנים של הפלסטר | אתר הטכניון

פלסטר נגד חיידקים

האלסטומר שממנו עשוי הפלסטר החכם נושא מטענים חשמליים חיוביים. מטענים אלה נקשרים למטענים השליליים שעל דופן החיידק, מקטינים את יציבות קרום התא שלו ומובילים לפגיעה בחיידק. בניסויים שביצעו החוקרים בתרביות רקמה ובבעלי חיים, נמצא כי הפלסטר פוגע ביעילות רבה ביכולת ההתרבות של שני סוגים נפוצים של חיידקים, Escherichia coli ו-Staphylococcus aureus, והטיפול האקטיבי שהפלסטר נותן כנגד זיהומים מזרז את ההחלמה.

מבט קדימה: מן המעבדה אל השטח

כאשר פרופ' חאיק ועמיתיו בדקו את השפעתו של הפלסטר החכם על פצעים בתרביות רקמה של עור, הם מצאו שהוא הביא לסגירה ולאיחוי של הרקמה הפגועה, וכך לכיווץ ולצמצום של אזור הפצע. פצעים שטופלו בחבישה החכמה נסגרו ונרפאו בקצב דומה לזה של פצעים שנסגרו באמצעות תפרים, אך שכיחות הזיהומים בהם הייתה נמוכה יותר. הפלסטר נבדק גם על בעלי חיים, והשלב הבא הוא לבחון אותו על בני אדם. 

בהודעה לעיתונות אמר פרופ' חאיק, "הפלסטר החכם מבטא גישה חדשה לביצוע ולריפוי של חתכים ומאפשר ניטור בזמן החלמה – דבר בעל חשיבות מכרעת בהתחשב בכך שפצעים בתהליך ריפוי, ואפילו פצעים סגורים, חשופים לגורמי מחלה כגון חיידקים, ולכן גם עליהם צריך לשמור היטב ולנטר בשלב מוקדם דלקות וזיהומים. בנוסף, הטכנולוגיה החדשה יכולה לסייע בריפוי של פצעים וחתכים שונים ופצעים כרוניים שאינם נרפאים מעצמם."

יתכן כי בעתיד יתאפשר להרחיב את מגוון המדדים המנוטרים, ולהוסיף להם מדידה של ריכוז חמצן, עומס חיידקים ולחות. כמו כן יהיה אפשר להרחיב את מגוון החומרים האנטי-בקטריאליים שבפלסטר ולווסת, בהתאם למצב הפציעה, את קצב השחרור שלהם.

אם וכאשר הפלסטר שפיתחה קבוצתו של פרופ' חאיק יזכה לאישור רשויות הבריאות ויהיה זמין מסחרית ובעלות נמוכה, נוכל לתת טיפול מותאם אישית – מרחוק, ללא הגעה למרפאה.