ÁÂ˙ÈÙ ¯˜ÁÓ
6
כך זה פו על
או לטרסאו נד :
מ ו ד ל ח ד ש מ ס ב י ר א ת פ ע ו ל ת ו ש ל ה ג ל ה א ו ל ט ר ס ו נ י ע ל ה ת א ה ח י
מודל חדש שפותח בפקולטה להנדסה ביו-רפואית מסביר את פעולתם של גלי אולטרסאונד על התא
)כתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים(, פּ תח בשנה האחרונה על
PNAS
החי. המודל, שהוצג ב-
ידי פרופסור איתן קימל, פרופסור שי שהם וד“ר בוריס קרסוביצקי.
המודל מסביר תופעות שנצפו כבר לפני שנים בדגי זהב, באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים, בעבודת
הדוקטורט של ד“ר ויקטור פרנקל בהנחייתו של פרופסור קימל.
אולטרסאונד היא טכנולוגיית הדמיה פופולרית וחשובה, המשמשת בין השאר ברפואה. מכיוון שמדובר
בטכנולוגיה לא פולשנית, שניתן להשתמש בה באופן ממוקד, גובר השימוש באולטרסאונד גם לצורכי
טיפול וריפוי. עם זאת, אופן הפעולה של הגל האולטרסוני בשימושים אלה, והאינטראקציה בינו לבין
התא החי, לא היו ברורים עד כה.
”המודל שלנו משלב פיזיקה ודינמיקה של בועות עם ביומכניקה של התא,“ אומר פרופסור קימל. ”המודל
מסביר בעצם את המקור לבועות הנוצרות ברקמות הגוף תחת השפעת אולטרסאונד.“
על פי המודל האמור, הגל האולטרסוני מפעיל אנרגיה מכנית על קרום התא )הממברנה(, העשוי משתי
שכבות חד-מולקולריות של שומן. אנרגיה זו גורמת לחלל הפנים-ממברני לתפוח ולהתכווץ. ”זו מהות
האינטראקציה בין אולטרסאונד לרקמה ביולוגית, וזה המקור לבועות הנוצרות ברקמה,“ אומר פרופסור
קימל.
ÌÈÂÂ‚Ó ÌÈÓ¢ÈÈ
חוקרי הטכניון מעריכים כי המודל החדש יאפשר פיתוח יישומים שונים ומגוונים כגון החדרת תרופות
למוח ולגידולים ברקמות הגוף, עיצבוב )הפעלה יזומה של אזורים במערכת העצבים, למשל בקרב
משותקים(, דיכוי כאב, עידוד צמיחת כלי דם ואיחוי פצעים ועצמות. עם זאת, הם מדגישים, חשוב
להגדיר מחדש את תחומי העוצמה הבטוחים בשימוש באולטרסאונד. ”פעולת האולטרסאונד משפיעה
על תפקודם של חלבוני התא ועל חדירות הקרום. בעוצמות מסוימות עשויות להיות לכך השלכות
חיוביות על התא, אבל עוצמות גבוהות יותר עלולות לגרום לו נזק - כפי שאפשר לראות בתרשים התחתון
מימין. לכן אנחנו ממליצים להמשיך ולחקור את הנושא על פי המודל שפיתחנו.“
פ ר ס ל ז כ ר ו ש ל ד נ י א ל ש י ר ן ז “ ל
ב-01 באפריל הוענק לפרופסור קימל הפרס
לזכרו של דניאל שירן ז“ל, לוחם גולני שנפל
במלחמת לבנון השנייה.
דניאל שירן ז“ל הוא בנו של ד“ר אבינעם שירן
מהפקולטה לרפואה ע“ש רפפורט, ונכדו של
פרופסור אמריטוס מנחם רבהון מהפקולטה
להנדסה אזרחית וסביבתית.
פרופסור עודד שמואלי, המשנה לנשיא למחקר,
פנה להוריו ולסביו של דניאל: ”ורדה, אבינועם,
סטלה ומנחם, דניאל רק ניתן לכם ותיכף נלקח.
לבנו אתכם לא רק ברגעי ההנצחה האלה, אלא
כל יום, שעה-שעה. כשאנו מעניקים, מדי שנה,
את פרס המחקר על שמו של דניאל, תחושת
ההחמצה והאובדן אך גוברת, אך עימה תחושת
הגאווה על המחקרים שובי הלב והדמיון
הנערכים בטכניון. כזה הוא מחקרו של פרופסור
איתן קימל.“
סדרת איורים המציגה את השפעת
האולטראסאונד על קרום התא, המורכב מעלעלי
הקרום )בסגול( ומחלבוני הקרום )בחום(.
באיור )1( רואים את הקרום המצב הרגיל, ללא
הפעלת אולטרסאונד; באיור )2( רואים כיצד
הקרום תופח ועלעלי הקרום נמתחים.
במצב זה חלבוני הקרום יכולים לשנות את
המבנה ואת דרך פעולתם - לדוגמא, תעלות
יוניות סגורות נפתחות. בעוצמת אולטרסאונד
גבוהה יותר החלבונים נתלשים ונפגעים )3(,
והגברה נוספת של העוצמה גורמת לקרעים
קטנים בעלעלים )4( וליצירת מעברים )5(
המגבירים את חדירותו של הקרום. עוצמות
גבוהות יותר עלולות לגרום להרס הקרום
ת ר ש י מ י ם ש ל ה השפ ע ה ה א ו ל ט ר ס ו נ י ת ע ל
ק ר ו ם ה ת א - ב ת א ב מ צ ב ר ג י ל ) ל מ ע ל ה ( ,
ו ת ח ת השפ ע ת א ו ל ט ר ס א ו נ ד ) ל מ ט ה (
±
≤
≥
¥
μ
48...,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 2,3,4,5,1