פרויקט גמר מחקרי, שתל למפרק כף יד

הפתולוגיות הנפוצות במפרק כף היד הן פריקות, שברים ודלקות פרקים. פתולוגיות אלה נובעות לרוב כתוצאה ממאמץ יתר, משימוש לא נכון במפרק ומפגיעות חיצוניות. הפגיעות השונות גורמות לתזוזת העצמות במפרק, לשחיקות ולבסוף אף עשויות לגרום לפונקציונליות לקויה. הטיפולים המוצעים כיום הם קיבוע (חלקי/מלא) והחלפת מפרק. הקיבוע אמנם מפחית את הכאב אך פוגע משמעותית בטווחי התנועה ובפעילות היומיומית. מכאן חשיבותו של תהליך החלפת המפרק בשתל. לאורך השנים פותחו ארבעה דורות של שתלים אך גם הדור האחרון אינו מספק פתרון אופטימלי וכמעט שלא נעשה בו שימוש על ידי הרופאים. מסיבה זו עלה הצורך לחקור את הנושא ולנסות לשפר את שיטות הטיפול הקיימות בשיתוף בית החולים שיבא – תל השומר.



בפרויקט רב תחומי זה חברו יחדיו 4 סטודנטים: מבית הספר להנדסה מכנית - מאיה פסמנטירר, בן בראשי שהיינו מצטיין מחלקתי וששי סעדה, סטודנט מצטיין. מבית הספר להנדסה רפואית - הסטודנטית ליז יחזקאל. את הפרויקט הם מבצעים בהנחיית ד"ר משה ברנד ומר אסף גור, והפרויקטורים - מר גבי ורדי ויעל דנאי מנוחין. במסגרת הפרויקט וכמקובל בשיטות מחקר, הוחלט לחקור את הבעיה בעזרת שני מודלים – מודל נומרי ומודל ניסויי. בעזרת מודלים אלה מתבצעת הבנה מעמיקה של ביומכניקת המפרק ולמידת האנטומיה. מטרת המודלים היא לבנות בסיס רחב ומוצק לתכנון שתל שיאפשר פונקציונליות דומה לזו של מפרק תקין ככל הניתן.



המודל הנומרי:
מודל זה מתבסס על תכנת מחשב בעזרתה ניתן לבצע סימולציות מורכבות להן אין פתרון אנליטי. אל התכנה מוכנסת גיאומטרית המפרק אותה רוצים לבחון ועליה מופעלים תנאי שפה ועומסים סטטיים הנוצרים כתוצאה מפעולת המפרק. גאומטריית המפרק חולצה מסריקות CT שניתנו ע"י הרופאים, ועקב מורכבותה התקבלה לאחר שימוש רב בתוכנת עיבוד תמונה.


מצד ימין: אנטומייית המפרק, משמאל חלוקת העומסים 

המודל הניסויי:
מודל זה כולל מערכת ניסוי המדמה את גאומטרית המפרק ואת העומסים המופעלים עליו בעזרת דגם מודפס, משקולות ומדי כוח. על הדגם מופעלים כוחות סטטיים של מתיחה או לחיצה ובעזרת בקר מתבצעת קריאה של הכוחות המופעלים באזורי מדי הכוח. מערכת ניסוי זו הינה ייחודית שכן עפ"י מאמרים הניסויים שנעשו עד כה בוצעו על גופות.
פרויקט גמר הדורש עבודה צוותית 

מטרת שני המודלים הינה משותפת והיא לבחון את המאמצים בעצמות, בגידים וברצועות של מפרק כף היד בעמיסות שונות לצורך תכנון שתל אופטימליים תוך שימוש בכלי תכנה נומריים ובמערכת ניסוי. בנוסף, לאורך כל הפרויקט מתבצעת השוואה בין שני המודלים לצורך ולידציה והשוואה נוספת אל מול הספרות.

הפרויקט הינו פרויקט רב שנתי, כאשר עבודת המחקר בשנה זו תהווה בסיס לשנים הבאות, במהלכן הסטודנטים ימשיכו לחקור את המפרק תוך שאיפה לתכנן שתל שיהווה חלופה טובה למפרק.  

את תהליך העבודה מסכמים הסטודנטים: "בחרנו בפרויקט רב תחומי כדי להתנסות בעבודת צוות המקובלת בתעשייה. במהלך העבודה המשותפת כל אחד בא לידי ביטוי בתחום בו הוא חזק - כך הצלחנו להגיע לתוצאות שיהוו בסיס להמשך המחקר שנים הבאות"

גם פרויקט זה יוצג בתערוכת הפרויקטים שתתקיים ביום רביעי, 7.6 | 14:00-19:00