מחלקה: הנדסה ביורפואית
סטודנטית: שני קליימן
מנחה: ד"ר הדר בן-יואב
בכל שנה למעלה משלושה מיליון אנשים נדבקים בשחפת ואפילו לא מודעים לכך, 19 מיליון אנשים באזור שמדרום לסהרה באפריקה בכלל לא מודעים לכך שהם נשאי HIV וילדים רבים שחולים ב-HIV ימותו עד גיל שנתיים בגלל שלא יזכו בטיפול הולם.
אלו רק 3 דוגמאות מתוך רבות אחרות בהן נתקלה שני קליימן, סטודנטית שנה ד' במחלקה להנדסה ביורפאית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, בגלישה באתרי בריאות שונים בעולם. המקרים הנפוצים כל כך של חוסר אבחון המחישו לה את החשיבות והצורך בשיטת אבחון מהירה ונגישה של מחלות מדבקות, בעיקר במדינות מתפתחות בהן אין נגישות למרפאות ולבדיקות דם. היא מספרת: "לנו זה נראה מאוד פשוט – אנחנו הולכים בבוקר למרפאה, לוקחים לנו דגימת דם ותוך כמה שעות התשובות מגיעות למכשיר הטלפון החכם. אנחנו לא מבינים כמה הבדיקה הזו מורכבת, מסורבלת ולא מובנת מאליה."
פתרון אפשרי לבעיה הוא מעבדות-על-שבב שמסייעות בהנגשה וייעול האבחון של מחלות מדבקות. מדובר במיקרו-מעבדות: קטנות, ניידות, דורשות נפח דגימה קטן ותוצאותיהן מגיעות במהירות. אולם, תהליך הייצור של מעבדה מוקטנת כזאת הוא מסורבל, ארוך ויקר, ולכן לא אפשרי במדינות מתפתחות חסרות משאבים.
ההבנה החשובה הזו הובילה את שני, בעזרת הכלים שרכשה במהלך התואר, לפתח מערכת ראשונה מסוגה של מעבדה-על-שבב מבוססות הדפסה תלת מימדית שמוצאת פתרון לכל הקשיים שמאפיינים מעבדה על שבב רגילה ומאפשרות למעשה שימוש בה גם במדינות המתפתחות. שבב שמבוסס הדפסה תלת מימדית הוא זול, תהליך הייצור שלו פשוט - לחיצה על כפתור "הדפס" וניתן לבצעו כמעט בכל מקום.
שני קליימן
השימוש בהדפסה תלת מימדית הולך וצובר תאוצה בענפים ובתעשיות רבות, אך השימוש שלו בתחום הרפואי הוא הרבה פחות מובן מאליו. עד לפרויקט של שני, לא נעשו לפני כן ספירת תאי דם לבנים בהתקנים שהודפסו בהדפסה תלת מימדית ולכן המידע הספרותי שקיים באקדמיה הוא דל מאוד עד כדי כמעט ולא קיים. "היה לי צורך לוודא כל תוצאה שיצאה לי במהלך הפרויקט בהרבה מאוד דרכים יצירתיות שיהיו הגיוניות ומהימנות מכיוון שלא היו לי ערכים קודמים בספרות לבדוק דרכם" מספרת שני.
למרות הקושי, הצליחה שני לפתח מערכת הבנויה מתעלות ומשתי אלקטרודות אשר סופרות את תאי הדם הלבנים בעזרת התנגדות חשמלית, וכרגע היא נמצאת בשלב הבדיקות של המערכת.
"אופן הפעולה מתבצע כך שיש 3 תעלות שמתחברות לתעלה אחת, כאשר 2 התעלות החיצוניות אלו הן תעלות המיקוד והתעלה המרכזית היא תעלת הדגימה. כאשר תא דם לבן יעבור בין 2 האלקטרודות, ההתנגדות החשמלית אמורה להשתנות. כרגע השלב הנוכחי שאני נמצאת בו בפרויקט הינו אימות הרעיון הזה. עד כה התוצאות עולות בקנה אחד עם ההנחה שההתנגדות החשמלית אכן משתנה באופן די בולט."
אילוסטרציה של המערכת
המערכת
