להידרוג'לים יש מגוון מקרי שימוש, כולל עדשות מגע, מתן מנות תרופות בתוך הגוף, חומרי לחות, אחסון מים באדמה, ניקוי מים מזוהמים וכחומרי ג'ל ועיבוי. הידרוג'ל הוא ג'ל העשוי מסוג פלסטיק שיכול לקשור מים. חוקרים ב-ETH ציריך ואמפה פיתחו כעת את שתל ההידרוג'ל הראשון המיועד לשימוש בחצוצרות. חידוש זה ממלא שני תפקידים: האחד הוא לשמש כאמצעי מניעה, השני הוא למנוע מהמקבל לפתח אנדומטריוזיס מלכתחילה או לעצור את ההתפשטות אם כן.
לפני כארבע שנים, אינגה הרמן עשתה תוספת חדשה לקבוצת המחקר שלה במחלקה להנדסת מכונות ותהליכים ב-ETH וב-Empa. החבר החדש היה רופא בכיר המתמחה בגינקולוגיה שהיה להוט להמשיך במחקר בהשראה קלינית. סוג זה של שיתוף פעולה בין-תחומי היה ניסוי עבור כל הצוות. המטרה הראשונית שלהם הייתה להפוך הידרוג'ל לסוג חדש של אמצעי מניעה לנשים. עם זאת, לאחר שצוות המחקר החל לדבר עם הגינקולוג, הם הבינו שהשתלת הידרוג'ל לחסימת החצוצרות יכולה גם לסייע במניעת אנדומטריוזיס.
מניעת אנדומטריוזיס על ידי חסימת החצוצרות
כ-10 אחוז מהנשים סובלות מאנדומטריוזיס. עם זאת, עדיין לא ברור בדיוק מה גורם למצב זה. ההנחה היא שבזמן הווסת הדם זורם בחזרה לאורך החצוצרות ואל חלל הבטן. דם זה מכיל תאים מרירית הרחם (אנדומטריום), השוקעים בחלל הבטן וכתוצאה מכך עלולים לגרום לדלקות, כאבים והיווצרות רקמת צלקת.
החוקרים מצאו דרך ליצור שתל הידרוג'ל המסוגל לחסום בהצלחה את החצוצרות ובכך למנוע מחזור בדירוג. הם מתארים את ממצאיהם במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת חומרים מתקדמים. "גילינו שהשתל צריך להיות עשוי מג'ל רך במיוחד – דומה בעקביות לתינוק ג'לי – שאינו משפיע על הרקמה המקומית ואינו מטופל ונדחה כגוף זר", מסביר אלכסנדר אנת'יס, המחבר הראשי של הספר לימוד.
יתרון של הידרוג'לים הוא שהם מתנפחים כשבאים במגע עם נוזל. כתוצאה מכך, השתל החדש הזה מתחיל באורך של כשני מילימטרים. אך לאחר השתלה בחצוצרות כחלק מהליך לא ניתוחי באמצעות היסטרוסקופ – מכשיר לבדיקת חלל הרחם – השתל מתנפח ליותר מכפול מגודלו המקורי. ההידרוג'ל פועל אז כמחסום הן לזרע והן לדם. "את שתל ההידרוג'ל שלנו ניתן להרוס בקלות ובמהירות, בין אם באמצעות אור UV או פתרון מיוחד, כך שהנמענים לא יצטרכו לעבור ניתוח פולשני ומסוכן אם יחליטו להפוך את ההליך", אומר הרמן.
חדשנות באמצעות שיתוף פעולה בין-תחומי
Anthis אומר שאחד האתגרים הגדולים ביותר היה השגת האיזון הנכון בין יציבות להתכלות. "רצינו לוודא שהשתל תואם וגם יציב". לשם כך, החוקרים ערכו לראשונה ניסויים לשעבר בחצוצרות של בני אדם (ובעלי חיים), שהוסרו למשל במהלך הטיפול בסרטן השחלות. לאחר מכן, הם בדקו את החדשנות שלהם בחזיר חי; לאחר שלושה שבועות, שתל ההידרוג'ל עדיין היה במקומו ולא היה סימן לתגובות של גוף זר.
יחד עם ETH והמעבדות הפדרליות של שוויץ למדע וטכנולוגיה של חומרים (Empa), החוקרים הגישו פטנט. אבל יש עוד דרך לעבור עד שהשתל יהיה מוכן לשיווק. מכיוון שאנדומטריוזיס היא מחלה אנושית, קשה לדעת כיצד יתנהג שתל ההידרוג'ל לטווח ארוך לאחר מיקום בחצוצרות, במיוחד כאשר הנמענים עוסקים בפעילות גופנית מאומצת כמו ספורט. יתרה מכך, עדיין לא ברור אם חסימת החצוצרות לבדה מספיקה כדי למנוע אנדומטריוזיס. "הסתכלנו על מסדי נתונים כדי למצוא נתונים הקשורים לחולי אנדומטריוזיס שהוסרו להם את החצוצרות", אומר הרמן. מקרים כאלה יכולים לחשוף אם המדד הזה אכן עוצר את התפתחות האנדומטריוזיס בחלל הבטן, היא מוסיפה.
"עד כה, מעט מאוד מחקרים נעשו בנקודה שבה מדעי החומרים, הנדסת תהליכים וגינקולוגיה נפגשים. אבל זה תחום מחקר חשוב ביותר. אנו מקווים שהעבודה שלנו תיחשב כצעד משמעותי בכיוון הנכון," אומר הרמן, שפתח לאחרונה את מעבדת ההמצאה בבית החולים האוניברסיטאי באלגריסט, במטרה לתרגם טכנולוגיות חומרים חדשניות למרפאות.
