המהנדס שתיקן לעצמו את הלב

זוהי שעת ארוחת הצהריים בחברת הנדסה רפואית בטוקסברי, עיר קטנה באנגליה. אני וחברי לארוחה לועסים את הכריכים שלנו תוך צפייה בסרטון מעניין: קטע מניתוח לב-חזה שבו רואים את הלב ואת כלי הדם של מנותח חסר פנים. הלב החשוף והפועם שבו אנו צופים על המסך הוא ליבו של אחד מהמשתתפים בסעודה: טל גולסוורת'י בן ה-60, שמתאפיין בדיבור בקצב מהיר, בדעתנות, בשיער מקליש וגם - ופרט זה חשוב להמשך הסיפור - בקומה גבוהה ובאצבעות ארוכות במיוחד. 

לפני כ-15 שנים גילה גולסוורת'י כי אם לא יסכים לעבור ניתוח באחד מכלי הדם היוצאים מליבו, סביר להניח כי ימות בתוך זמן קצר. אלא שגולסוורת'י לא שש לעבור את הניתוח שהציעו לו הרופאים, כמהנדס, הוא האמין שיוכל למצוא דרך פשוטה ובטוחה יותר לפתור את הבעיה המאיימת על חייו - וכך היה.

גולסוורת'י הצליח למצוא פתרון וגם מצא מנתח שהתייחס אליו ברצינות והסכים להוציא אותו לפועל – כשגולסוורת'י עצמו היה שפן הנסיונות של הניתוח הראשון. לאחר מכן הקים חברה המייצרת את השתלים שתיכנן ופיתח עבור עצמו. עשר שנים לאחר הניתוח השתל מוכיח את עצמו והעובדה שגולסוורת'י עוד חי היא ההוכחה לכך.

השתל שהמציא גולסוורת'י צילום: Dave Imms

חולשה בעקבות תסמונת גנטית 

גולסוורת'י סובל מתסמונת מרפן: תסמונת גנטית שהלוקים בה מתאפיינים בעצמות ארוכות ודקות וגובה יוצא דופן. ללוקים בתסמונת יש גם מפרקים גמישים ורפויים והם סובלים מבעיות עיניים. הגורם הבסיסי לכל אלה הוא פגם בגנים האחראים לחלבון פיברילין, מרכיב חשוב בסיבים הגמישים הנמצאים גם בכלי הדם. המחסור בחלבון גורם לחולשה בדופן של אבי העורקים, שמקשה עליו להתמודד עם הלחץ הפנימי הנוצר על ידי הדם הזורם בתוכו.

גולסוורת'י היה בן כ-6 כשגילה שהוא חולה בתסמונת מרפן. גם אביו לקה בה: "גובהו היה מעל 2 מטרים, והיתה לו ראייה חלשה מאוד", מספר הבן. גולסוורת'י לא היה מודע להשלכות התסמונת על אבי העורקים עד לשנות ה-30 לחייו, בהן העורק שלו כבר התרחב במידה שהצריכה התערבות כירורגית. הניתוח הקונבנציונלי לטיפול במקרים אלה הומצא ב-1968: המנתח מסיר את הקטע הפגום של העורק ביחד עם שסתומי הלב הסמוכים, משתיל במקומו צינור קשיח העשוי מפוליאסטר דקרון, ומחליף את השסתומים הטבעיים בשסתומים מכניים. ההליך נעשה כאשר המנותח מחובר למכונת לב-ריאה. החיסרון העיקרי של ההליך הוא ששסתומים מכניים נוטים לייצר קרישי דם. על כן החולים נאלצים לקחת מדללי דם במשך שארית ימיהם כדי להקטין את הסכנה להיווצרות קרישים. המלכוד הוא שתרופות אלו מסוכנות במקרה של דימומים כתוצאה ממחלה או פציעה. "אתה תמיד מהלך על חבל דק בין מפרצת לדימום", מסביר גולסוורת'י. "לא הייתי נלהב במיוחד מרעיון של ניתוח, אבל מה שבאמת הטריד אותי היה הרעיון שאצטרך ליטול תרופות לדילול הדם במשך כל חיי".

הוא החל להתבונן בבעיה באבי העורקים לא מפרספקטיבה רפואית, כי אם דרך עיניים של מהנדס. למה להחליף צנרת פגומה, שאל את עצמו, כשהרבה יותר פשוט לחזק את מה שכבר קיים? "אמרתי לעצמי: 'רגע, אפשר לסרוק את העורק, אפשר להשתמש בתכנון מונחה-מחשב, אפשר לייצר תמיכה מותאמת אישית. אנחנו יכולים לעשות את זה'".

בגיל 6 פירק את הטלוויזיה

אם קיים גן לכישרון הנדסי, גולסוורת'י ירש את הגן הזה מאביו - שהיה מהנדס תעופה. "מהרגע שלמדתי ללכת החזקתי מברג ביד והייתי מפרק דברים. עד גיל 6 כבר פירקתי את מכשיר הטלוויזיה", הוא מספר. הוא התחיל את דרכו בלימוד מדעי החומרים, אך לא אהב את הקורס ונשר. לאחר מכן הצטרף למוסד למחקר הפחם, ולמד במסלול חלקי במקביל. "לא הייתי מסוגל להיות מחויב לאוניברסיטה", אמר. הוא עבד בתחומים שונים, החל בכימיה של תהליכים וכלה בבקרת זיהום אוויר.

כל אלו, הביאו אותו לפיתרון למצבו: כיסוי חיצוני מותאם אישית, עם שרוול שימנע את ההתרחבות המסוכנת של העורק. עם הזמן קיבלה ההמצאה שלו את הכינוי "PEARS" – ראשי תיבות של המילים Personalized External Aortic Root Support (תמיכה חיצונית מותאמת-אישית לבסיס אבי העורקים).

הליך ה-PEARS כולל שימוש בטומוגרפיה ממוחשבת (CT) כדי לשרטט דגם תלת-ממדי של בסיס אבי העורקים. באמצעות תוכנת מחשב מתאימה ומדפסת תלת-ממד, אפשר לבנות מודל בגודל טבעי של העורק. מודל זה משמש להכנת שרוול טקסטיל המותאם היטב לעורק ומונע את התרחבותו. השרוול אינו מיוצר מחומר קשיח, אלא מסריג רך ונקבובי, שניתן לעצב לפי הצורך. כשתכנן את השרוול נעזר גולסוורת'י בידע הרחב שרכש בתחום מסנני הטקסטיל, בתקופה שבה עבד בתעשיית הפחם.

גולסוורת'י. חיפש פיתרון אחר צילום: Dave Imms

ההתחלה: ללמד את הרופאים מונחי הנדסה

לאחר מציאת הפיתרון נותרה בעיה מהותית: כיצד יכול מהנדס ללא רקע רפואי להציג בפני השוק המצאה רפואית חדשה? גולסוורת'י החליט לנסות את כוחו באחת מוועידות המידע של אגודת תסמונת מרפן, שהתקיימה לפני 15 שנה. בין הדוברים היה טום טרז'ר, שכיום עובד בשיתוף עם הקליניקה למחקר כירורגי ביוניברסיטי קולג' בלונדון. בזמן שבו הציג גולסוורת'י את רעיונו עבד טרז'ר ככירורג לב.

טרז'ר נזכר כיצד ניגש אליו גולסוורת'י בסוף ההרצאה שלו. "ובכן פרופסור, לגבי כל עניין הקטיעה הזה", אמר גולסוורת'י לטרז'ר, "כדאי שתתעדכן ותשתמש בדיגום מהיר מונחה מחשב". לטרז'ר לא היה מושג על מה גולסוורת'י מדבר. "טל השתמש במונחי הנדסה, אבל לא ידעתי אז מה זה דיגום מהיר". אולם, בטרז'ר התעוררה סקרנות. בשיחות שניהל לאחר מכן עם גולסוורת'י הבין את הקונספט וסבר שהרעיון לא רע. "הוא פתח בפני את הדלתות של עולם הרפואה, וכך התחלנו", מספר גולסוורת'י.

באותה תקופה, טרז'ר טרם הגיע למעמד מקצועי שאפשר לו לבצע ניתוח חלוצי מסוג זה בעצמו, כך שהמשימה היתה למצוא את המנתח שיוכל לעשות זאת. טרז'ר פנה לג'ון פפר – פרופסור לכירורגיית העורקים הכליליים במכון הלאומי ללב ולריאה באימפיריאל קולג' בלונדון, שנענה לאתגר.

"אנחנו חיים בעולמות שוני: מהנדסים מתעניינים בכל פרט, עד למיקרון הקטן ביותר. בביולוגיה אנו רחוקים מאד מרמות דיוק כאלו", אומר פפר. "היה צורך במהנדס כדי להראות לנו, הרופאים המסכנים, מה לעשות".

החולים מפתחים פתרונות – שאיש לא מכיר

גולסוורת'י אינו הראשון שהצליח לפתח שיטה חדשה ומשופרת להתמודד עם מחלה שממנה הוא סובל. אתר האינטרנט Patient Innovation שהוקם בידי קבוצה מבית הספר לעסקים ולכלכלה "קאתוליקה ליסבון", מאפשר לחולים שפיתחו בעצמם פתרונות למחלות שלהם לשתף את מה שלמדו או המציאו. מנהל הפרויקט, פדרו אוליברה, יזם אותו בעקבות התעניינותו בחדשנות ובחלקם של המשתמשים במוצר או בשירות בפיתוח אסטרטגיות ותהליכים חדשים.

"לעתים קרובות חולים מפתחים מכשירים ואסטרטגיות מדהימים - אך מצאנו גם שהמידע לא מופץ. המטרה העיקרית של החולים הללו היא לפתור את הבעיה של עצמם, לא לסייע לאחרים", הוא מספר. מאז פברואר 2014 בו הקימו את האתר, הוגשו לו יותר מ-1,200 הצעות שיתוף. כל הצעה נבחנת בידי אנשי מקצוע וכמחצית מהן עוברות את הסינון ועולות לאתר.

גולסוורת'י היה אחד מאלה שהוזמנו לדבר באירוע ההשקה של האתר, ומאז גם זכה באחד מהפרסים השנתיים שהוא מחלק. פרס אחר הוענק, לדוגמה, ללואיס פלנט, קנדי בן 26 הסובל מסיסטיק פיברוזיס, שהמציא מנגנון אקוסטי ידני המסייע לניקוז הנוזלים מקנה הנשימה.

איך להפוך לשפן הניסיונות של עצמך

עד 2004, הצליח גולסוורת'י לשכנע משקיעים להעניק לו את המימון הדרוש ושיפר את תהליך הייצור, ואז הגיעה העת להיכנס לחדר הניתוח. גולסוורת'י לא נהנה כלל מההמתנה בת ה- 10 הימים לניתוח. "יצאתי מדעתי. לא יכולתי להתרכז בכלום, לא יכולתי לעבוד, לא יכולתי לאכול. הייתי מוטרד מאוד, זה היה נורא". השרוול שפיתח – ששמו המסחרי הוא "אקסו-ואסק" (ExoVasc) – מגיע לחדר הניתוח כשהוא עוטף את מודל העורק. ברגע שהמנתח מלביש אותו על העורק, הוא מקבע אותו למקומו באמצעות סגירת תפר אורכי יחיד. ההליך הוא מהיר, פשוט ובטוח יותר מהניתוח המקובל, ללא צורך לחבר את המנותח למכונת לב-ריאה. בהיזכרו באותו ניתוח ראשון, אומר פפר כי הוא היה בטוח ב-95% שהתהליך יצליח. "כמובן שדיברתי על כך עם החולה". הוא צוחק ונזכר באבסורד של השיחה על היתרונות והחסרונות של השתל עם האיש שהמציא אותו.

אופטימיות זהירה

"ברגע שסידרתי את הבעיה שלי", הוא אומר, "חשבתי איך אוכל לסייע לאחרים". ההצלחה הובילה לעבודה קשה: "החברה הפכה לכדאית מבחינה כלכלית, אבל בין 2004 ל-2014, טיפלנו במספר מגוחך של חולים ונאבקנו לשרוד. לו הייתי צריך לעשות הכל מחדש, ספק אם הייתי עושה זאת", הוא מוסיף.

עד כה, התוצאות של PEARS מרשימות: ההליך מהיר מהניתוח המקובל ואף מהחלופה שלו ולא כרוך בהפרעה למחזור הדם של החולה עקב חיבור למכונת לב-ריאה. מחקר ראשוני שנערך ב-2013 מראה כי שרוול האריג אכן מונע התרחבות מסוכנת של שורש אבי העורקים. ב-34 המנותחים הראשונים, שמאז הניתוח שלהם עברו בין 3 ל-103 חודשים, לא התגלו בעיות כלשהן בעורק. חולה אחד נפטר, אך ללא קשר לניתוח.

כדי שישולב באופן קבוע במערכת הבריאות הארצית, כל מכשיר או הליך נדרש לעבור בדיקה מצד המכון לאיכות הטיפול הרפואי של בריטניה. ההנחיות של המכון לגבי פרויקט PEARS מ-2011 מתייחסות אליו באופטימיות זהירה ומתנות את התרחבות השימוש בו באיסוף הוכחות נוספות ליעילותו.

כפי שפפר וטרז'ר ידעו היטב, ההוכחה הטובה ביותר ליעילותו של השרוול תהיה באמצעות ניסוי רנדומלי מבוקר. אולם בתחום הכירורגיה קשה להוציא לפועל ניסוי מעין זה. כל מה שטרז'ר ופפר יכלו לעשות הוא לעודד מנתחים לעקוב אחר המנותחים שלהם ולדווח על ממצאיהם. "התוכנית שלי היא שכאשר נגיע ל-100 מנותחים, נסקור כל אחד מהם בזהירות ונדווח על הממצאים", מסכם פפר.

הכתבה פורסמה במגזין מואזיק-סאיינס:

https://mosaicscience.com/story/engineer-who-fixed-his-own-heart