“האנשים שמאחורי הטכנולוגיה”: ויהי אור – השבב הזעיר שמשיב ראייה לעיוורים

מנחה: יוחאי שויגר
עורך: רוני ליפשיץ
עריכת סאונד ומנגינת פתיחה: ניר שדה

ננו-רטינה (Nano-Retina) מהרצליה פיתחה שתל אלקטרוני זעיר שמושתל על-גבי הרשתית ויכול להשיב ראייה חלקית לעיוורים.

בתוכנית, מנכ”ל החברה יעקב מילשטיין מספר על המנגנון העדין של השבב שמחליף את קולטני האור ברשתית, על ההשתלה המרגשת של השבב בשני עיוורים ראשונים, וגם – איך מרגיש מהנדס אלקטרוניקה מלב תעשיית הסמיקונדקטור שאחראי על פיתוח שבב זעיר שמחולל נס גדול.

עקבו אחר כל תוכניותינו ב-Spotify

וגם ב-Apple Podcasts

 

 

 

ננו-רטינה השתילה רשתית על-שבב בשני חולים

הרשתית המלאכותית של חברת ננו-רטינה (Nano Retina) מהרצליה הושתלה בשני מטופלים ראשונים הסובלים מעיוורון מוחלט. ההשתלה בוצעה בבית החולים האוניברסיטאי לובן (Leuven) שבבלגיה במסגרת ניסוי קליני ראשוני שנערך לצורך קבלת אישור שיווק באירופה (CE). הניסוי המלא יקיף כ-20 משתתפים. עם הפעלת ההתקן, דיווחו שני המטופלים על “תחושה חזותית”.

האופטמולוג שביצע את ההשתלה, פרופ’ פטר סטלמנס, סיפר שהוא נדהם מהתוצאה. “המטופלת עיוורת לחלוטין כבר 5 שנים, ומיד כשהפעלנו את ההתקן היא דיווחה שהיא רואה צורה כלשהי מול עיניה. זו הפעם הראשונה שאני עד לאדם עיוור החווה מחדש תפיסה חזותית”. חברת ננו-רטינה מעריכה שיכולות הראייה שלהם תשתפר בחודשים הקרובים עם ההתרגלות למכשיר החדש.

חברת ננו-רטינה הוקמה בשנת 2009 על-ידי היזם הסדרתי יוסי גרוס ומייסד ריינבואו מדיקל ג’ים ואן אה. החברה פיתחה שתל אלקטרוני מיניאטורי שנועד להחליף את פעולת הקולטנים (Photo Receptors), שהם תאי העצב ברשתית הקולטים את האור, אשר נפגעים כתוצאה ממחלות ניוון רשתית ועל-ידי כך גורמים לעיוורון.

השתל NR600 של ננו-רטינה (בתמונה למעלה) הוא שבב זעיר הכולל חיישן הקולט את התמונה הנוצרת על-גבי הרשתית, ומעבד בעל הספק נמוך מאוד, אשר מתרגם את התמונה לאותות חשמליים. האותות האלה מועברים ישירות אל תאי עצב הנמצאים מאחורי שכבת הקולטנים, באמצעות מערך של 600 אלקטרודות זעירות ועל-ידי כך מאפשרים למוח לייצר תמונה חזותית. החברה הסבירה שהמבנה התלת-מימדי הייחודי של מערך האלקטרודות מאפשר גירוי מקומי ומדויק של תאי העצב הרלוונטיים ברשתית.

המערכת המלאה כוללת גם משקפיים חכמות המאפשרות לנהל את פעילות השבב. הוא כולל מקור קרינת לייזר אדום המאיר תא פוטו-וולטאי בתוך השתל, ועל-ידי כך מספק את האנרגיה החשמלית הדרושה להפעלתו, בלא צורך בחיבור פיסי מסוכן. בנוסף, המשקפיים מקושרות אלחוטית אל המעבד המצוי בתוך השתל עצמו.

מימין: האלקטרונדות הזעירות המתחברות אל תאי העצב. משמאל: המשקפיים המנהלות את השתל
מימין: האלקטרונדות הזעירות המתחברות אל תאי העצב. משמאל: המשקפיים המנהלות את השתל

הדבר מאפשר למשתמש לכוון בקלות את פעילות החיישן ולהתאים אותו לתנאי תאורה משתנים. להערכת מנכ”ל החברה יעקב מילשטיין, שתל NR600 הוא אחד מהפיתוחים הרפואיים המתקדמים בעולם. “הוא תוצר של עשר שנות פיתוח בהשתתפות חוקרים ומדענים ממקומות שונים בעולם. אנחנו מקווים שנוכל להשיב את הראייה לעשרות אלפי עיוורים וכבדי ראייה”.

לעת-עתה השתל משיב לעיוור רק ראייה חלקית. כל אלקטרודה בשבב מייצגת פיקסל של תמונה, כלומר, השבב מעניק ראייה ברזולוציה של 600 פיקסלים (שווה ערך לתמונה במטריצה של 20 על 30 נקודות), בעוד שהרזולוציה של העין האנושית היא כחצי מיליארד פיקסלים. עם זאת, הרזולוציה הזאת מספיקה לצורך זיהוי עצמים גדולים, להבחין בין אור לחושך ולהתמצא טוב יותר בסביבתו. יש לציין כי ההתקן יכול לפעול רק כאשר העיוורון או לקות הראייה נובעת ממחלה שפוגעת בקולטנים בלבד, ולא בעצב הראייה עצמו, האחראי על תרגום האותות מהרשתית לכדי תמונה במוח.

רשתית על-גבי שבב

הרעיון של רשתית מלאכותית, או “עין ביונית”, אינו חדש. כבר לפני 25 שנה החלו לפתח שתלים אלקטרוניים כתחליף לרשתיות פגועות, ולפני עשור אף החלו להשתיל שתלים כאלה בבני-אדם. ההתקן המוכר ביותר בשוק הינו Argus-II של חברת Second Sight האמריקאית, שיצא לשוק בשנת 2009 והושתל בעשרות אנשים.

אולם יש הבדלים מהותיים בין השתל של Second Sight לבין השתל של ננו-רטינה. השתל האמריקאי מורכב ממשקפיים שעליהם מותקנת מצלמה דיגיטלית המשדרת את התמונה אל מעבד-תמונה, אשר מעביר אותות חשמליים באמצעות כבלים אל שתל המצוי על-גבי הרשתית. לפתרון של Second Sight יש מספר חסרונות בולטים: ההשתלה מתבצעת בהרדמה מלאה ובתהליך כירורגי מורכב שבו מסירים חלק מזגוגית העין.

בעקבות כך תהליך השיקום הוא ארוך ועם הזמן השתל עשוי לגרום לתופעות לוואי חמורות כמו דלקות וצלקות על-גבי הרשתית הפוגעות בתפקוד השתל. בנוסף, השתל של Second Sight כולל 60 אלקטרודות בלבד, ומספק ראייה ברזולוציה נמוכה פי 10 מננו-רטינה. מאחר שהתמונה מתקבלת באמצעות מצלמה חיצונית, המושתל צריך להזיז את ראשו לכיוון הרצוי ולא רק את גלגל העין.

חברת ננו-רטינה התגברה על החסרונות האלה באמצעות אינטגרציה של כל המערך בתוך אבזר מושתל יחיד, בלא צורך במצלמה חיצונית ובחיווט פולשני. לכן גם הפרוצדורה הכירורגית פשוטה בהרבה: התהליך הוא קצר ומתבצע בהרדמה מקומית בלבד. תהליך השיקום מהיר יותר וסיכוני הלוואי מצומצמים יותר, מכיוון שאספקת האנרגיה והתקשורת הם אלחוטיים לחלוטין.