RESEARCH

פרופ' יוסי יובל, מבית הספר לזואולוגיה, ,ממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן וראש בית ספר סגול למדעי המוח, פרופ' אמיר אילי, גם הוא מבית הספר לזואולוגיה ומבית הספר סגול למדעי המוח, וד"ר בן מעוז מהפקולטה להנדסה ומבית הספר סגול למדעי המוח, רצו לדעת האם זה אפשרי לבנות מערכת ביו-היברידית, שתשלב מערכת ביולוגית בתוך רובוט. מי שהרימה את הכפפה היא עידן פישל, שעשתה תואר שני בהנחיית שלושת החוקרים והביאה את הפרויקט למאמר מדעי, שפורסם לאחרונה בעיתון Sensors.

לניסוי המהפכני בחרו החוקרים באוזן של חגב, חרק בעל אברי קול ושמע מפותחים. "רצינו להראות שאנחנו יכולים לעשות אינטגרציה בין מערכת ביולוגית ואלקטרונית, ובחוש השמיעה יש סנסורים חשמליים שמתאימים למשימה", מסביר ד"ר מעוז. "לחרקים יש מערכות שמיעה שהן פשוטות מבנית, אך עושות עיבוד נתונים מורכב. יחד עם זה, המערכת אדפטיבית, היא קלת משקל וקטנה בממדים שלה, וקלה יותר לשימוש מאשר אוזן של יונק למשל", מוסיפה עידן פישל, שהובילה את המחקר.

במחקר, שארך כשנתיים, לקחו חלק גם נטע שביל - דוקטורנית בהנחיה משותפת של השלושה, ד"ר אנטון שיינין ויוני עמית.

אוזן קשבת

החוקרים בודדו אוזן של חגב. אחרי שהוכיחו שהמערכת ממשיכה לעבוד באופן תקין, בנו פלטפורמת אוזן-על-שבב, שבעזרתה אפשר לקלוט את האותות שמגיעים לאוזן ולערוך הקלטה אלקטרו-פיזיולוגית של פעילותה, וחיברו אותה לרובוט. התוצאה: כשמשמיעים צליל, האוזן הביולוגית שומעת, ממש כפי שקורה בגוף האדם. האות הקולי הופך לאות חשמלי ומגיע לרובוט, שיודע להגיב בהתאם.

"גלי הקול גורמים לתזוזה של עור התוף של החגב, שמפעיל את המכנו-רצפטורים של אוזן החגב, בדומה לשערות האוזן שקיימות אצלנו. הן יודעות להמיר את הוויברציה המכנית לאות חשמלי, שיוצא דרך עצב השמיעה, מגיע אל המוח ומעביר את המידע", מסבירה עידן. "אחרי שהוכחנו שהמערכת ממשיכה לעבוד באופן תקין, שמנו אותה על שבב ומיקמנו אותה על הרובוט".

את השבב שתומך באוזן, בנה צוות החוקרים בעזרת תוכנה ומדפסת תלת ממד. "הייתי צריכה לתכנן שבב שיהיה מודולרי, כדי שאפשר יהיה לשים אותו על הרובוט, שהוא יוכל לחוש את הפעילות החשמלית של מערכת השמיעה, ושמבחינה פיזיולוגית ומבחינה מבנית הוא יתאים למערכת השמיעה של החגב. כלומר, שהוא יאפשר מצד אחד סביבה מימית, אך מצד שני יאפשר כניסה של אוויר ושל גלי הקול, בדומה לאיך שהדבר קורה אצל בעל החיים", מפרטת עידן את תהליך המחקר.

את הרובוט, תכנן ובנה יוני עמית, יחד עם עזרתו של ד"ר אנטון שיינין. הרובוט תוכנן כך שיהיה מודולרי ויוכל בקלות להיות מתוכנת להגיב לצלילים שונים.

^{מכינה מקום לאוזן על השבב. עידן פישל}

רובוט ביו-היברידי בהאזנה

"האתגר העיקרי היה להפוך את המערכת הקיימת לדבר מודולרי. הפלטפורמה קטנה מאוד, והרעיון הוא שאפשר יהיה להרכיב אותה על משהו בגודל של טלפון סלולרי", מסכימים ד"ר מעוז, פרופ' יובל ופרופ' אילי. "כמו כן, שילוב הכוחות ביננו הוביל לגישור על 'פערי שפה' שקיימים בין תחומי המחקר שלנו ואיתגר את הסטודנטים והסטודנטיות, שהסכימו להשתתף במחקר ולהיות פתוחים לשגעונות חדשים", מוסיף פרופ' אילי בחיוך.

"חשוב לזכור שהאתגר הוא אדיר. לכן כשהחלטנו להתחיל בחרנו ללכת על משהו שקל להשוות אותו למערכות קיימות, כמו למשל מיקרופון או רמקול, אבל אנחנו בטוחים שניתן לקחת את הפרויקט למקומות נוספים, כמו למשל איברי שמיעה של חרקים נוספים, ריח, ראייה – חושים אחרים ששם לחרקים יש יתרונות אדירים," אומר ד"ר מעוז.

היות והתחום ההיברידי נושא הבטחה גדולה, גופים רבים מתעניינים במחקר. "השלב הבא יכלול שילוב של machine learning, גם בצד שקורא את הסנסור הביולוגי וגם בצד שמפעיל את המנועים. כלומר, נחקה את הטבע גם באלגוריתמיקה," מגלה פרופ' יובל. "בעתיד, רובוט כזה יוכל לגלות חומרי נפץ או אנשים שאבדו. אולי יהיו נחילים של רובוטים, שידברו ביניהם וכל אחד מהם יהיה מצויד בחיישנים, כיד הדמיון הטובה", אומר פרופ' אילי.

"בנינו מערכת שהיא ביו-היברידית: יש בה גם רכיבים ביולוגיים וגם רכיבים חשמליים. כשהקונספט הזה של שילוב עובד – אין סוף לאפשרויות. ניתן יהיה לעשות אפליקציות עתידניות, כמו לדוגמא לחבר שתי אוזניים לצ'יפ לצורך איכון, נוכל ליצור רובוטים שמשלבים מספר חושים, לדוגמא מערכת שמיעה וראייה על גבי אותו הרובוט. יכול מאוד להיות שאפילו השמיים הם לא הגבול", מסכמת עידן.

^{מחיאות כפיים! הוא שומע! הרובוט הביו-היברידי מגיב לקול}

מהפכה בתחום החיטוי? חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הוכיחו שניתן לקטול את נגיף הקורונה ביעילות, במהירות ובעלות נמוכה – באמצעות דיודות פולטות אור (LED) בתחום העל-סגול (UV). מדובר במחקר ראשון מסוגו בעולם שנערך על חיטוי נגיף ממשפחת הקורונה באמצעות הקרנת UV-LED. "כל העולם מחפש עכשיו פתרונות חיטוי יעילים נגד נגיף הקורונה", אומרת פרופ' הדס ממן, ראשת התוכנית להנדסת סביבה של הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן וחוקרת במרכז הננו-מדע והננוטכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב.

"הבעיה היא שכדי לחטא אוטובוס, רכבת, אולם ספורט או מטוס באמצעות ריסוס כימי, צריך כוח אדם פיזי, וכדי שהריסוס יהיה יעיל צריך לתת לחומר הכימי זמן לפעול את פועלו על המשטח. אנחנו יודעים, למשל, שלצוותים הרפואיים אין זמן לחטא ידנית למשל את המקלדות של המחשבים בבתי חולים ומשטחים אחרים – והתוצאה היא הדבקה והשבתה. לעומת זאת, את מערכות החיטוי המבוססות על נורות לד אפשר להתקין למשל במערכת האוורור ובמזגן, ושהיא תחטא את האוויר הנשאב אליה שנפלט לחלל החדר לאחר חיטוי".

את המחקר הובילה פרופ' ממן, והוא נערך בשיתוף עם פרופ' יורם גרשמן ממכללת אורנים, ד"ר מיכל מנדלבוים מנהלת המרכז הלאומי לשפעת ונגיפי נשימה מתל השומר, ונחמיה פרידמן מתל השומר. המאמר פורסם בכתב העת Journal of Photochemistry and Photobiology: Biology.

במסגרת המחקר, החוקרים החליטו לבדוק מהו אורך הגל האופטימלי לקטילת נגיף הקורונה, ומצאו כי לאורך של 285 ננומטר יעילות קטילה דומה לזו של 265 ננומטר, כאשר נדרשת פחות מחצי דקה כדי לקטול יותר מ 99.9% מנגיפי הקורונה. התוצאה הזאת משמעותית, כי עלות נורות הלדים סביב 285 ננומטר נמוכה בהרבה מנורות לד סביב 265 ננומטר, והן גם זמינות יותר בשוק. הפיתוח המדעי יאפשר בהמשך לתעשייה לעשות את ההתאמות הנדרשות ולהתקין את הנורות במערכות רובוטיות או במערכות מיזוג אוויר, במערכות שאיבת אבק ובמערכות מים, וכך לחטא ביעילות משטחים וחללים גדולים. פרופ' ממן מעריכה שהטכנולוגיה תהיה זמינה לשימוש בקרוב.

פיתרון פשוט וזול

"גילינו שדי פשוט לקטול את נגיף הקורונה באמצעות נורות לד שמקרינות אור על-סגול", מסבירה פרופ' ממן. "אבל לא פחות חשוב מזה – קטלנו את הנגיפים באמצעות נורות לד זולות וזמינות יותר, שצורכות מעט אנרגיה ואינן מכילות כספית כמו נורות רגילות. למחקר שלנו יש השלכות מסחריות וחברתיות, עם יכולת לשלב נורות לד כאלו בכל מערכות חיינו, בבטיחות ובמהירות. כמובן, כמו תמיד בנושא הזה של קרינה על-סגולה, חשוב להבהיר לאנשים שמסוכן לנסות ולחטא כך משטחים בבית. צריך לדעת איך לתכנן את המערכות הללו ואיך לעבוד איתן ולא להיחשף לאור באופן ישיר". 

יובהר כי הקרנה על-סגולה היא שיטה נפוצה לקטילת חיידקים ונגיפים, ורובנו מכירים נורות חיטוי כאלו ממטהרי המים, דוגמת תמי4. קרינת ה-UV פוגעת בעיקר בחומצות הגרעין. בשנה שעברה רשם צוות החוקרים בהובלת פרופ' ממן ופרופ' גרשמן פטנט על שילוב תדרי UV שונים, שמביא לפגיעה דו-מערכתית במטען הגנטי ובחלבונים של החיידקים והנגיפים – ולא מאפשר להם להתאושש. "בעתיד אנחנו נרצה לבחון את השילוב הייחודי שלנו של מגנוני נזק משולבים על גבי משטחים שונים, אוויר ומים."

'הילדים של היום הם לא הילדים של פעם', יגידו לכם כל ההורים בני כל הגילאים. זה כבר לא סוד ששיטות לימוד רבות שהיו נהוגות עד לא מזמן נחשבות מיושנות, ושילדי שנות ה-2000 זקוקים לגירויים ולשיטות לימוד חדשות ומרעננות, שימשכו ויעניינו אותם. מחקר ייחודי שנערך במעבדה לסקרנות של הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן הראה שלמידה חווייתית באמצעות רובוטים חברתיים עשויה לשפר משמעותית את הישגי התלמידים. הרובוט פטריק, שפותח במעבדה, לימד ילדים בני 9-5 לפענח שורשים של מילים והוביל לזינוק חד בידע שהפגינו.

ללמוד תוך כדי קפיצה

את המחקר ערכו ד"ר גורן גורדון מהמעבדה לסקרנות מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן וד"ר עינת גונן מהחוג ללשון העברית ולבלשנות שמית מהפקולטה למדעי הרוח ע"ש לסטר וסאלי אנטין, ומי שכיכב בו לצד התלמידים הצעירים הוא הרובוט פטריק, שתוכנן על ידי הדוקטורנט עומר גבירצמן והודפס בהדפסת תלת ממד במעבדת הסקרנות. המחקר צפוי להתפרסם בקרוב בכתב העת International Journal of Social Robotics.

בשלב הראשון נבדק הידע המקדמי של הילדים. המחקר שבחן מודעות מורפולוגית, כלל כ-50 ילדים בגילאי 9-5 שלמדו לזהות שורשי פעלים ושמות עצם. לאחר אימון קצר בחילוץ שורשי מילים, נבדק הידע המקדמי של הילדים המבוסס על מה שלמדו במערכת החינוך, ונמצא שאף הילדים הגדולים בקבוצה הפגינו יכולת מועטה בזיהוי פעיל של שורשים. הילדים ענו נכון רק על 1.9 תשובות נכונות בממוצע, מתוך 10 השאלות שהוצגו בפניהם.

בשלב הבא, הוא שלב הניסוי, שנמשך שלושה שבועות, השתתפו הילדים בשלושה עד חמישה שיעורים בני 15-7 דקות בהנחיית הרובוט, במהלכם הוא לימד אותם לזהות שורשים של פעלים ושמות, כגון התגלגלנו, התנהג, מחשב, מזרקה, מנעול, תלבושת ואפילו של פעלים משורשים שאינם קיימים (כגון זילתנו והתרלש).

באמצעות סדרה של שאלות ותשובות והצגה של מילים ושורשיהן בנעימה ריתמית קבועה, פיתחו הילדים את המיומנות לחלץ את שורשי המילים. אולם בניגוד לשיעורים בבית הספר, שבהם הילדים יושבים במקומותיהם לאורך השיעור, הרובוט פטריק גם הפעיל את הילדים בפעילויות שונות, וביקש תוך כדי פעילות לזהות את השורשים הרלוונטיים. כך למשל ביקש הרובוט מהילדים לקפוץ בחדר ולצעוק את השורש של הפועל "לקפוץ", לחייך ולומר את השורש של הפועל "לחייך". לאחר מכן אמר הרובוט בעצמו את התשובה הנכונה ושיבח את הילדים על השתתפותם.

^{תכירו את המורה החדש לשפה. הרובוט פטריק מתכונן לשיעור}

לפעמים הגיל הוא התרגיל

בתום סדרת השיעורים נבדק הידע שרכשו הילדים. מסתבר שהישגי התלמידים זינקו מ-20% הצלחה ל-70% הצלחה: עלייה מ-1.9 תשובות נכונות מתוך 10 שאלות (לפני הניסוי) ל-7.07 בממוצע (לאחר הניסוי). תוצאה מעניינת במיוחד נרשמה בניתוח ההתאמה שבין הגיל להישגים: כצפוי, בקרב הילדים הגדולים נרשם שיפור משמעותי בהישגים. אולם הפתעה נרשמה בקרב הילדים הצעירים: בעוד שילדים בגילאי הגן הגיעו לניסוי עם ידע מועט בהשוואה לילדים הגדולים יותר, במהלך הלמידה הם השתפרו יותר והגיעו להישגים דומים לאלו של הגדולים יותר במבדק המסכם.

ד"ר גורן גורדון מסביר כי במעבדת הסקרנות שלו שוקדים על פיתוח רובוטים חברתיים למטרות חינוך והוראה, כך שאפשר יהיה ללמד תכנים לימודיים באופן חווייתי ומהנה ובעלות נמוכה. אחד הרובוטים, פטריק (Patricc), שפותח במעבדה ואף הודפס בה, הותאם לשיטת הלימוד שפיתחה ד"ר גונן, שמתבססת על הקניית מודעות מורפולוגית אקטיבית לזיהוי שורשים בגיל הילדות.

"על רקע משבר הקורונה, שבו נדרשת מערכת החינוך לפתרונות יצירתיים, אין כל ספק שלימוד באמצעות רובוטים יכול לסייע להתארגנות במוסדות החינוך מתוך הקפדה על הנחיות משרד הבריאות, בקבוצות קטנות, בצורה חווייתית ובלימוד תכנים חדשניים", אומרת ד"ר גונן. "הרובוטים מנגישים חומרים מתוחכמים גם לילדים צעירים מאוד ובאופן משחקי ומהנה, ששומר על הקשר עם קבוצת העמיתים. בתחום הוראת השפה הרובוטים מאפשרים הבנה עמוקה יותר של החומר, שכן בניגוד להוראה המקובלת בבית הספר, הנשענת על חילוץ שורשים מתמונת המילה הכתובה על ידי מחיקת אותיות מיותרות, הוראת הרובוטים כולה נעשית בעל פה".

"רובוטים חברתיים יכולים להיות עוזרי הוראה בכל מערכת החינוך, גם בקרב הגילאים הצעירים וגם בקרב תלמידי תיכון", אומרים ד"ר גורדון וד"ר גונן ומסכמים: "הרובוטים יכולים ללמד בצורה אפקטיבית תוכן בהקשרים שונים, בהוראה פרטנית, בקבוצות או למול כיתה שלמה. בתחום השפה, ניתן בעזרת הרובוטים החברתיים לקרב את הילדים לשפה, לייצר חוויית הצלחה ולנצל את חלון ההזדמנויות בעודם צעירים להציב רף גבוה, כך שתיווצר תשתית קוגניטיבית להעמקה בגיל בוגר. המורים הם, כמובן, הבסיס לכל הוראה בכיתה, אך הרובוטים עשויים להעשיר מאוד את חוויית ההוראה וללמד אף תכנים שברגיל אינם נלמדים".

לראשונה בעולם, צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו ליצור תנאי מעבדה מיוחדים, שאיפשרו להם למדוד בצורה מדעית תופעה קוונטית שנחזתה לפני כמאה שנה, אך מעולם לא נחקרה. במאמץ משותף של בית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, בית הספר להנדסה מכנית ובית הספר להנדסת חשמל, בשיתוף פעולה עם חוקרים מהמכון לפיזיקה קוונטית באולם שבגרמניה, בנו החוקרים בריכת גלים מיוחדת באורך חמישה מטרים, שמדמה התפשטות גלים קוונטיים. באמצעות הבריכה, צוות החוקרים בהובלת הדוקטורנט גרי גאורגי רוזנמן, פרופ' עדי אריה, פרופ' לב שמר, מטיאס צימרמן, מקסים אפראמוב ופרופ' וולפגנג שלייך, צפו לראשונה בתופעה קוונטית בשם פאזת קנארד, שנחשבת לנדבך מרכזי בתורת הקוונטים, שנחזה בשנת 1927 אבל מעולם לא נמדד במעבדה. התגלית פורצת הדרך הובילה לפרסום שני מאמרים מדעיים ב-Physical Review Letters וב-Physical Review E - Rapid Communications.

גלי כבידה בבריכה

מכניקת הקוונטים היא שמה של תיאוריה מדעית, המתארת את עולם החלקיקים ברמה התת-אטומית. אחת מאבני היסוד בתורת הקוונטים היא התיאור הכפול של גופים פיזיקליים, הן כחלקיקים והן כגלים. בדומה לגלים בים, גלים קוונטיים מתארים תנודות מחזוריות במרחב ובזמן, ומתאפיינים בפאזה, או מופע. הפאזה של הגל קובעת האם בנקודה מסוימת במרחב ובזמן יהיה הגל בשיא המשרעת שלו, בשפל המשרעת או בכל מצב ביניים אחר. בשנת 1927 חזה הפיזיקאי התיאורטי ארל הסה קנארד כי חלקיק קוונטי שמופעל עליו כוח קבוע, כמו כוח כבידה על גוף בעל מסה, או שדה חשמלי קבוע על חלקיק טעון חשמלית, יצבור פאזה הקרויה כיום על שמו - פאזת קנארד.

"המטרה של המחקר שלנו היא לייצר פלטפורמה שמקיימת אנלוגיה מתמטית שלמה עם משוואת שרדינגר, המשוואה העיקרית של מכניקת הקוונטים, אבל בהתקן ענק שניתן לראותו בעין", מסביר רוזנמן. "הבריכה שלנו מייצרת גלי כבידה משטחיים, שמתנהגים באופן דומה לגלי חומר זעירים בעולם הקוונטי, וכך מאפשרת לנו למדוד תופעות קוונטיות במערכת מקרוסקופית. מבחינה תיאורטית יש תופעות במכניקת הקוונטים שקשה מאוד למדוד, ואנחנו מצאנו דרך לעקוף את המגבלה הזאת".

"תחילה זיהינו את השקילות בין מערכת קוונטית שמקיימת את משוואת שרדינגר לבין מערכת הידרודינמית של גלים שמתקדמים על פני מים", אומר רוזנמן וממשיך "בשלב השני, לקחנו את הקשר הזה שלב אחד קדימה ובנינו מערכת שמקיימת את משוואת שרדינגר וגם מפעילה כוח קבוע על הגל. על ידי שינוי הכוחות, אנחנו יכולים לראות במו עינינו כיצד חלקיקים צוברים את הפאזות שנחזו על ידי קנארד באופן תיאורטי. לפאזת קנארד עשויים להיות גם שימושים מעשיים, למשל במדידה רגישה של כוחות או בהבנה כיצד מערכות מאיצות תת-אטומיות פועלות. בימים אלה אנחנו משתמשים בבריכת הגלים כדי לצפות לראשונה באפקטים פיזיקליים אחרים, כמו צבירת הפאזה של גלים הנעים בסמוך לחורים שחורים".

"פיתוח תרופות כרוך היום בתהליך שאורך 20-10 שנה, ועולה כ-2-1 מיליארד דולר לתרופה," מסביר ד"ר בן מעוז מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית ומבית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, שנמנה על מובילי הפרויקט הבינלאומי. "מתוכו, כ-6-3 שנים מוקדשות לניסויים בתרביות ובבעלי חיים, ועוד כ-8-6 שנים מוקדשות לניסויים קליניים בבני אדם. ולאחר כל המאמץ וההשקעה, מסתבר שהתהליך אינו יעיל: כ-90-60% מהתרופות שמיטיבות עם בעלי חיים נכשלות בבני אדם. מצב זה גורם לחוקרים בכל העולם לחפש הליכים חלופיים לפיתוח תרופות. אחת הטכנולוגיות בעלות הפוטנציאל הגדול ביותר בתחום היא OOC (Organ-on-a-Chip), או בעברית 'איבר-על-שבב." במסגרת השיטה, שפותחה לראשונה ב-2010 באוניברסיטת הרווארד, משתמשים המדענים בתאים מאיבר אנושי מסוים – לב, מוח, כליה, ריאות וכדומה, ובעזרת טכניקות של הנדסת רקמות מניחים אותם במחסנית מפלסטיק – הלא היא השבב.

הכי קרוב שיש לאיבר האנושי

בשנים האחרונות פותח בעולם מגוון רחב של 'איברים-על-שבב' המתפקדים כמו האיבר האנושי עצמו.  ד"ר מעוז פיתח לפני כשנתיים איבר-על-שבב המחקה את פעולתו של מחסום הדם-מוח, ובמקומות אחרים פותחו שבבים של לב, כליות, מעיים ועוד. בפרויקט הנוכחי פותחה לראשונה מערכת שמסוגלת לחבר בין השבבים השונים, ומאפשרת לדמות את פעולתן של מערכות שלמות בגוף האדם, ואת תגובתן לתרופות ניסיוניות המוזנות למערכת.

המערכת פותחה ונבחנה בשני מחקרים: במחקר הראשון פיתחו החוקרים מערכת רובוטית אוטומטית שיכולה לחבר באופן פשוט ומודולרי בין שבבים של עד 10 איברים שונים, ומאפשרת שליטה בכל חומר שנכנס לכל שבב ויוצא ממנו. בנוסף הם יצרו עבור הרקמות שעל השבבים סביבה ביולוגית מתאימה ותומכת, מעין 'דם מלאכותי', שמאפשר להן לתפקד ולתקשר ביניהן לאורך זמן. החוקרים הציבו במערכת 9 איברים-על-שבב – מוח, מחסום הדם-מוח, ריאות, לב, מח עצם, כליה, מעי, כבד ועור, ונוכחו כי היא פועלת בהצלחה במשך שלושה שבועות לפחות.

במחקר השני הוסיפו החוקרים תרופות שונות למערכת האוטומטית, ובדקו כיצד מגיבים האיברים השונים. ראשית הוחדר למערכת ניקוטין, חומר שבדרך כלל נלקח דרך הפה כדי לסייע בגמילה מעישון, ונבחן כיום גם כתרופה למחלות ניווניות ולדלקות כרוניות של המעי.  "עבור תרופות הנלקחות דרך הפה יש חשיבות גדולה לתהליך הקליטה של התרופה בגוף - דרך המעי שסופג אותה, הכבד שמפרק אותה ולבסוף הכליה שמסננת את החומר," אומר ד"ר מעוז. "לכן, עבור הניקוטין, היצבנו בפלטפורמה שלנו שבבים של שלושת האיברים הללו." התרופה השנייה שנבדקה הייתה ציספלטין, מרכיב נפוץ בטיפולים כימותרפיים לסרטן הניתנים דרך הווריד. עבורה הוצבו במערכת שבבים של כבד וכליה, וכן שבב של מח עצם, המושפע מאוד מהתרופה.

תוצאות מקבילות למדדים האנושיים

האתגר הבא היה להתאים את התוצאות שנמדדו בפלטפורמה החדשנית לגוף האדם כמערכת כוללת, ולגשר על הפערים ביניהם. לשם כך פיתחו החוקרים מודלים חישוביים שמתרגמים את הערכים שהתקבלו במערכת לתוצאות מקבילות של בדיקות קליניות בבני אדם. ואכן, השילוב בין המערכת האוטומטית של איברים-על-שבב למודלים החישוביים הניב ערכים קרובים מאוד לאלה שנמדדו אצל מטופלים אנושיים בקליניקה.

"לראשונה בעולם הצלחנו לפתח פלטפורמת איבר-על-שבב מהימנה וגמישה, שנותנת תוצאות קרובות מאוד לאלה המתקבלות אצל מטופלים אנושיים," מסכם ד"ר מעוז. "כבר היום, לאחר שרשות התרופות האמריקאית (FDA) הודיעה כי היא תומכת בפיתוח איברים-על-שבב שישמשו ככלי תומך לפיתוח תרופות, יכולות חברות ומעבדות העוסקות בתחום להיעזר במערכת שלנו. כמו כן אנו מאמינים ומקווים שבעתיד, לאחר פיתוח נוסף, תוכל הפלטפורמה החדשה לשמש כחלופה לניסויים בבעלי חיים ואף לחלק ניכר מהניסויים הקליניים בבני אדם. כך היא תחסוך שנים של מחקר, כסף רב וגם סבל של בני אדם ובעלי חיים כאחד."