ד”ר ירון פוקס

נועה פריסלץ, תלמידה בתוכנית המצטיינים “אלפא” בטכניון, היא הזוכה במקום הראשון בתחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל לשנת 2020. בציון לשבח בתחרות זכתה נור אבו אלהיג’א, גם היא תלמידת בתוכנית “אלפא” בטכניון. פריסלץ, תלמידת י”א בתיכון ליאו באק בחיפה, זכתה בתחרות על עבודת המחקר שלה במעבדתו של פרופ’ ירון פוקס מהפקולטה לביולוגיה בטכניון

המחקר הזוכה התמקד בהשפעתו של מחסור בחלבון בשם ARTS על השתקמות של רקמות פגועות. בעשור האחרון גילה פרופ’ פוקס כי ARTS מעודד אפופטוזיס – “התאבדות מכוונת” של תאי גזע, שהם תאים ייחודיים ונדירים יחסית האחראים להתחדשות רקמות. אף שאפופטוזיס הוא תהליך חשוב וחיובי שנועד לסלק מהגוף תאים פגומים, כאשר הוא פוגע באוכלוסייה גדולה של תאי גזע הוא משבש את יכולתו של הגוף לחדש רקמות פגועות.

במחקר הזוכה ניטרלה פריסלץ באופן מכוון ומבוקר את תאי ARTS כדי לראות אם מהלך כזה מאיץ את שיקומן של רקמות מעי. ממצאי המחקר שנערך בעכברים מעידים כי התשובה לכך חיובית: מחסור ב-ARTS לא רק מונע תמותה של תאי גזע אלא גם מוביל להיווצרות אוכלוסיות חדשות לגמרי של תאי גזע, וכך משפר את תהליך ההתחדשות של הרקמה. להערכתה עשויים ממצאים אלה להוביל לפיתוח טיפולים שיאיצו את התחדשות רקמות המעי אצל אנשים הסובלים ממחלות מעי דלקתיות ומפגיעה סרטנית במעי.

את המחקר של פריסלץ הנחו הדוקטורנטיות אלינור קורן ורועי אלנקווה. עיקר המחקר נערך בקיץ האחרון, והיא מקווה לערוך מחקר נוסף במעבדה בקיץ הקרוב, לפני כיתה י”ב.

נעה פריסלץ

על המעבדה: המעבדה לתאי גזע ורפואה רגנרטיבית בפקולטה לביולוגיה בטכניון עוסקת בהתאבדות מתוכננת (אפופטוזיס) של תאי גזע. הישגיו של ראש המעבדה פרופ’ פוקס זיכו אותו בשנה שעברה בפרס האגודה האמריקאית לקידום המדע (AAAS) לרפואה רגנרטיבית ולתרפיה תאית. באותה שנה הוא נבחר כחוקר צעיר ב-EMBO – הארגון האירופי לביולוגיה מולקולרית.

נור אבו אלהיג’א, שזכתה כאמור בציון לשבח בתחרות, ערכה מחקר בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בהנחיית פרופ’ נתן קרין וד”ר נסרין לח’וד. קבוצת המחקר של פרופ’ קרין מתמקדת בתפקידם של תת-סוגים שונים של תאי T בוויסות הקשר בין סרטן לאוטואימוניות. נור, תלמידת מקיף כאוכב ביישוב כאוכב אבו אל-היג’א, חקרה את תפקידו של נוגדן בשם E12 ברגולציה של מחלות אוטואימוניות.  גם בשנה שעברה זכה בתחרות (במקום השני) תלמיד שעבד במעבדתו של פרופ’ קרין בהנחיית ד”ר לח’וד. זהו אליאס אליאס, תלמיד בבית הספר נזירות המושיע בנצרת, שעבד על היבטים של טרשת נפוצה.

נור אבו אלהיג’א

על התוכנית: תוכנית אלפא בטכניון מעניקה לתלמידים מצטיינים ומחוננים הזדמנות לחוויה מדעית מעמיקה, הכוללת מחקר בהנחייתם של חוקרים מנוסים. מטרתה לגבש קהילת חוקרים צעירה ואיכותית שתהיה מעורבת כבר בשלב מוקדם בעשייה המדעית.   

על התחרות: תחרות מדענים ומפתחים צעירים, המיועדת לתלמידי תיכון, מנוהלת על ידי מוזיאון המדע בשיתוף ותמיכה של משרד החינוך (מינהל תקשוב ומערכות מידע), קרן גורן-מונטי-פרארי, האקדמיה הלאומית למדעים וחברת אינטל. ב-23 שנות קיומה השתתפו בה יותר מ-1,000 תלמידים.

הודות לתרומתם של רבים מחברי וגמלאי הסגל האקדמי הבכיר בטכניון שתרמו חלק משכרם / גמלתם, הקים הטכניון קרן סיוע לעובדים אשר נקלעו למצוקה כלכלית בעקבות משבר הקורונה.

היוזמה להקמת הקרן, כמו גם ההיענות הנרחבת מצד חברי וגמלאי הסגל האקדמי לבקשה לתרום לה, יוצקות תוכן ממשי ועדכני לצירוף המילים “משפחת הטכניון” המאפיין אותנו מזה שנים ארוכות.

לפרטים נוספים ומסלולי הסיוע

לטופס בקשה לסיוע מקרן עזרה הדדית

חוקרי הטכניון פיתחו שיטה חסרת תקדים לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים בתוך תאים חיים הנמצאים בתנועה. קבוצת המחקר של ד”ר יואב שכטמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית פירקה מכשיר דימות קיים בשווי מאות אלפי דולרים והרכיבה אותו מחדש. התוצאה: מכשיר המבצע דימות תלת-ממדי של 1,000 תאים בדקה

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה חדשנית לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים – למשל בתוך תאים חיים בנוזל הנמצא בזרימה. המחקר, שהתבצע בקבוצת המחקר של ד”ר יואב שכטמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בהובלת הפוסט-דוקטורנט ד”ר לוסיאן וייס, התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature Nanotechnology.

לדברי ד”ר שכטמן, “המטרה שלנו היא לאפשר דימות תלת-ממדי בתוך תאים חיים בתנאים המדמים את סביבתם הטבעית, וחשוב לא פחות – לעשות זאת בתפוקה גבוהה (קצב מהיר). זהו אתגר עצום, כי מיקרוסקופיה תלת-ממדית מצריכה לרוב זמן ממושך וסריקה כלשהי. כאן עשינו זאת מתמונה בודדת ותוך כדי זרימה.”

הניסויים במערכת החדשה נערכו על מולקולות די-אן-איי בתאי שמרים חיים ועל תאי דם לבנים עם חלקיקים ננומטריים מהונדסים שסיפקה מעבדתו של פרופ’ אבי שרודר מהפקולטה להנדסת כימית ע”ש וולפסון בטכניון. תמצית ההישג: דימות תלת-ממדי, ברזולוציה גבוהה, בתוך יותר מ-1,000 תאים בדקה.

ד”ר שכטמן מסביר כי “להצלחה הזאת יכולים להיות יישומים חשובים מאוד בהקשר של מדע בסיסי, למשל בהבנת המבנה התלת ממדי של די-אן-איי בתוך תא חי, אבל גם בתחום של ננו-רפואה, כלומר בטיפול רפואי המבוסס על חלקיקים ננומטריים מהונדסים כפי שמפתחים במעבדה של פרופ’ שרודר. כך, למשל, נוכל למדוד באמצעות הטכנולוגיה החדשה את קצב הבליעה של חלקיקים תרפויטיים כאלה בתא החי, לעקוב אחר התפזרותם בתא ולנטר את השפעותיהם עליו. כיום יש שיטות למיפוי ולמדידה של תאים, אבל השיטות המאופיינות בתפוקה גבוהה מספקות תמונה חלקית ודו-ממדית. הטכנולוגיה שלנו משלבת את היתרונות של השיטות השונות ומספקת תמונה תלת-ממדית בקצב גבוה.”

ד”ר יואב שכטמן. קרדיט צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

הטכנולוגיה החדשנית מבוססת על הנדסה-מחדש של ImageStream – מכשיר דימות מתקדם שנרכש במאות אלפי דולרים על ידי המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי בטכניון. מכשיר זה משלב שתי טכנולוגיות שונות – ציטומטריית זרימה (flow cytometry) ומיקרוסקופיה פלורסנטית – וכך מאפשר לבצע אנליזה של תאים בקצב גבוה.

לדברי ד”ר שכטמן, “קצב הדגימה וכמות התאים הנדגמים חשובים מאוד בהקשר הביולוגי, כי ניסוי ביולוגי הוא תמיד ‘רועש’ ולא מדויק, וכדי להסיק מסקנה כמותית כלשהי חייבים סטטיסטיקה על כמויות גדולות. יש מקרים שבהם, בגלל קצב דגימה נמוך, אי אפשר לאסוף סטטיסטיקה כזו, כי עד שאתה גומר לאסוף את המידע – התופעה הנחקרת כבר השתנתה. לכן חשוב שתהיה לנו טכנולוגיה שמאפשרת דגימה בקצב גבוה.”

ImageStream משמש לצרכים רבים ובהם אפיון אוכלוסיות, אבחון מצבים רפואיים ובדיקה של תרופות חדשות. “זה מכשיר מעולה,” אומר ד”ר שכטמן, “אבל יש לו מגבלה משמעותית – הוא מאפשר דימות של עצמים בשני ממדים בלבד, כלומר נותן לנו רק מיפוי דו-ממדי שלהם. ברור שזאת בעיה, מפני שעצמים בעולם האמיתי הם תלת-ממדיים. אפילו אם אנחנו רוצים לבדוק רק מרחקים בתוך חלקיק כלשהו, מדידה דו-ממדית אינה מספיקה, כי גם בממד העומק יש מרחק מסוים בין כל שתי נקודות.”

ד”ר לוסיאן וייס. קרדיט צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

וזה בדיוק היה האתגר הטכנולוגי המרכזי במחקר הזה – להפוך את ImageStream למכשיר לדימות תלת-ממדי. “לשם כך היינו חייבים לפתוח אותו ולהרכיב אותו מחדש עם המערכת האופטית הייחודית שלנו. צריך לזכור שמדובר במכשיר של 600 אלף דולר,
כך שההסכמה של מרכז הדימות במכון לוקיי לעשות את זה לא הייתה מובנת מאליה, אבל מהרגע שפתחנו את המכשיר והסתכלנו בתוכו, היה לנו ברור מה צריך לעשות (מבלי להזיק).”

קבוצת המחקר הרכיבה על ImageStream את הטכנולוגיה שפיתחה בשנים האחרונות – טכנולוגיה למיקרוסקופיית לוקליזציה המבוססת על עיצוב חזית גל. זהו למעשה עיוות מבוקר של המערכת האופטית, שמאפשר למפות את מיקומיהם של חלקיקים במרחב התלת-ממדי. טכנולוגיה זו מבוססת על צילום של מולקולות צביעה המוטמעות בדגימה ומסמנות מיקומים חשובים בתוכה (למשל גרעיני תאים). על סמך הצורה המתקבלת במצלמה, לאחר שעברה במערכת האופטית המעוותת, מנתחת המערכת את מיקומו התלת-ממדי של העצם הנבדק.

תרשים של המערכת הייחודית שבנתה קבוצת המחקר. Photo by courtesy of Nature & Lucien Weiss

עד כה שימשה הטכנולוגיה לדימות תלת-ממדי של מערכות סטטיות, והחיבור למכשיר הציטומטריה מקנה לה יכולת למפות תאים בזרימה. חיבור זה, שהוא כשלעצמו אתגר טכנולוגי עצום, הוביל להצלחה בדגימה בקצב גבוה מאוד – אלפי תאים בדקה. קבוצת Nature, כאמור, הביעה אמון בפריצת הדרך בפרסום בכתב עת מוביל שלה, והחוקרים מעריכים כי ההישג הטכנולוגי יוביל להתפתחויות מדעיות ויישומיות חשובות במחקר הביולוגי והביוטכנולוגי, באבחון רפואי ובפיתוח טיפולים רפואיים חדשים.

בעבודה השתתפו גם ד”ר אונית אללוף, ד”ר שרה גולדברג, והדוקטורנטים יעל שלו עזרא, בוריס פרדמן ועומר אדיר.

לקריאת המאמר ב-Nature Nanotechnology לחצו כאן

לסרטון המסביר את המחקר:

כתב העת European Journal of Organic Chemistry בחר במאמר של חוקרים מהטכניון כ”מאמר חשוב מאוד” (VIP). המחברים הם פרופ’ צ’רלס דיזנדרוק והדוקטורנטית ננסי גינצי (Nansi Gjineci) מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך ופרופ’ דריו דקל מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.

החוקרים, חברים בתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון, מציגים במאמר הנוכחי ריאקציה מפתיעה בין הידרוקסיד לקבוצת חומרים חדשה שהם מפתחים הצפויים לשמש בממברנות לתאי דלק לצורכי תחבורה. הממצא המרכזי הוא שהידרוקסיד, שבדרך כלל מגיב כבסיס, דווקא מגיב כחומר מחזר, בצורה מפתיעה. שינוי במנגנון התגובה בין ההידרוקסיד לקבוצות של הממברנה פותחים אפשרויות חדשות בדרך לפיתוח ממברנות לתאי דלק אלקליים, אשר יכולים להוביל לתאים עם אורכי חיים ארוכים במיוחד.
ננסי גינצי הצטרפה לקבוצות המחקר של פרופ’ דיזנדרוק ופרופ’ דקל אחרי שהשלימה שני תארים ביוון.

בתרשים: מבנה גבישי של מולקולת “דיאריל קרבזוליום” העשויה לשמש ליצירת ממברנות תאי דלק השומרות על יעילותן לאורך זמן.

לקריאת המאמר: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ejoc.202000435

יוזמה של סטודנטיות מהטכניון: 35,000 ערכות הגנה נמסרו ללא תמורה לצוותים רפואיים ברחבי הארץ

ארבל תמרי, סטודנטית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, היא הרוח החיה שמאחורי קבוצת הפייסבוק masks4docs – יוזמה לפיתוח, ייצור ואספקה של אלפי מערכות הגנה לצוותים רפואיים בבתי חולים, במרפאות ובמוסדות אחרים בישראל. במסגרת היוזמה, הפועלת בהתנדבות מלאה, חולקו עשרות אלפי פריטי ציוד ייחודיים: 35 אלף מגיני פנים, 11 אלף קליפסים המתלבשים על הצוואר של בקבוקי חיטוי וחוסכים בחומר החיטוי, וכן “מאריכי מסכות” שמפחיתים את העומס על האוזניים בקרב צוותים רפואיים המסתובבים עם המסכה שעות רבות ביום. הציוד חולק במוסדות רבים בכל רחבי הארץ, מהמרכז הרפואי ע”ש ברוך פדה (פוריה) ועד בית החולים יוספטל באילת.

תמרי, סטודנטית שנה חמישית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, הייתה אמורה להינשא בחודש שעבר לאופיר. החתונה כמובן נדחתה וארבל שקעה ביוזמה המיוחדת שאליה גייסה שלוש מעמיתותיה ללימודים בפקולטה – שיר טוביאנה, טל נחשון וקורל פרנקו. לדבריה, “הרעיון שלנו, שהתגבש בהשראת מודלים דומים בעולם, הוא להנגיש ליצרנים פוטנציאליים תוכנית פשוטה להדפסת תלת-ממד של מערכות הגנה הכוללות קשת מודפסת המתלבשת על המצח ומשקף המגן על המשתמש מפני רסס העלול להכיל נגיפי SARS-CoV-2. אלה מערכות המשמשות כיום צוותים רפואיים רבים, בעיקר כאלה הבאים במגע עם חולי קורונה או עם חולים פוטנציאליים.”

ליוזמה התגייסו מאות מייקרים, תורמים ומתנדבים מכל רחבי הארץ וכן חברות גדולות, אנשים פרטיים ומוסדות להשכלה גבוהה. ביוזמה שותף גם דוקטורנט מהפקולטה להנדסת ביו-רפואית בטכניון. לדבריו, “עליתי לארץ עם הרבה ידע בנושא ממחקר קודם בחו”ל, וכאן בטכניון צברתי המון ידע נוסף. לכן אני מרגיש שיש לי מחויבות להחזיר לחברה בדרך שאני יכול – ואני עושה את זה בהדפסה במדפסת התלת-ממד שיש לנו כאן במעבדה. עד היום הדפסתי מאות קשתות שאליהן מתחבר המשקף. זאת זכות גדולה להיות שותף בפרויקט כזה, שמגן על הצוותים הרפואיים שנמצאים בחזית המלחמה וחשופים מאוד להידבקות.”

כאמור, הפעילות כולה מתקיימת בהתנדבות מלאה. ארבל, שיר, טל וקורל אחראיות ללוגיסטיקה ולתיאום, ומאות המתנדבים שהן גייסו מדפיסים את המסכות ומשנעים אותן. כעת, בעקבות החזרה לשגרה ועומס הלימודים – כאמור, מדובר בארבע סטודנטיות לרפואה – פועל המיזם על אש נמוכה והציוד מועבר בעיקר למוסדות לחינוך מיוחד.

קישור לקבוצת הפייסבוק

קונסורציום בין-לאומי שבו שותף פרופ’ רפאל זקס מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון זכה במענק של 6 מיליון יורו מטעם האיחוד האירופי. המטרה: לקדם את ענף הבנייה באמצעות הטמעת טכנולוגיות חדשניות מעולמות ההייטק והייצור

קבוצת מחקר בין-לאומית, שבה שותף פרופ’ רפאל זקס מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, זכתה במענק של 6 מיליון יורו מטעם האיחוד האירופי. זהו מענק של הנציבות האירופית למחקר במסגרת תוכנית Horizon 2020.

המענק יסייע לקונסורציום, הנקרא BIM2TWIN, לקדם את ענף הבנייה באמצעות הטמעה של טכנולוגיות חדשניות מעולמות ההייטק והייצור. זאת באמצעות פיתוח קונספט חדש לניהול התכן והייצור בבנייה: “תאומים דיגיטליים לבנייה” – Digital Twins for Construction .

פרופ’ רפאל זקס

פרופ’ זקס, המשמש מנהל מדעי וטכני של הקונסורציום, מסביר: “קונספט התאום הדיגיטלי לבנייה מתייחס לניהול הבנייה במעגל תכנון, בקרה ושליטה בסבבים קצרים באמצעות ייצוג דיגיטלי מקבילי של מוצר הבנייה ושל תהליך הבנייה, בשני רבדים – התכנון והביצוע. לכל אובייקט או תהליך מיוצר תאום דיגיטלי. עצמֵי התאום מייצגים הן את העתיד המתוכנן (מודל ה-BIM ותכנון הביצוע) והן את העבר כפי שבוצע (באמצעות חיישנים, מחשבים ואמצעים אחרים באתר ובשרשראות האספקה מחוץ לאתר). התאום הדיגיטלי, המשלב את מה שכבר נבנה עם מה שמתוכנן, מאפשר עריכת אנליזות, סימולציות ותהליכי הערכה נוספים. התוצאות המתקבלות מזינות את קבלת ההחלטות בתכן, בתכנון ובניהול הייצור, במעגל של Plan-Do-Check-Act.”

התאום הדיגיטלי לבנייה מושתת על טכנולוגיית BIM, המספקת ייצוג דיגיטלי לאובייקטים ממשיים ומופשטים הקשורים בבנייה, אך הוא כולל גם ייצוג של מצב הפרויקט כפי שהוא מתבצע בפועל (כולל המוצרים הפיזיים והאנשים, מערכות יחסים, יחידות ניהוליות ופעולות שונות), וכך הוא מספק ייצוג עשיר ומורכב של כל ההיבטים הקשורים לפרויקט. מודל זה מעניק למשתמשים כלים יעילים ל:

• ניטור רציף של התקדמות התהליך, התרעה על עיכובים וכשלים ואפשרות להשוות את ההתקדמות בפועל עם התוכניות.
• אופטימיזציה של זרימת החומרים, כוח האדם, הציוד, המידע והמרחבים בתהליך הייצור על בסיס תמונת המצב בכל רגע נתון. התוצאה היא הפחתת הבזבוז במשאבי כוח אדם, כסף וזמן (קיצור משך הבנייה) ואפשרות לחזות בזמן אמת את הצורך במשאבים נוספים.
• שיפור בטיחות ומניעת תאונות. מאחר שהתאום הדיגיטלי מייצג וירטואלית גם את הציוד וגם את העובדים עצמם, הוא יכול לסייע למנהלים לחזות מראש מצבים מסכני חיים ולמנוע אותם, וכן לתת התרעות בזמן אמת.

בקבוצה הזוכה חברים 17 גופים ובהם הטכניון, אוניברסיטת קיימברידג’ ואוניברסיטאות אירופיות נוספות, חברות הטכנולוגיה Siemens ו-Orange, חמש חברות בנייה מובילות מצרפת, ספרד, איטליה ופינלנד, וכן החברה הישראלית Intsite. המכון הצרפתי למחקר בבנייה (CSTB) ינהל את הקונסורציום. המחקר בטכניון ייערך במעבדת Seskin לבנייה וירטואלית (מעבדת פרופ’ זקס) במכון הלאומי לחקר הבנייה.

פרופ’ זקס הוא מומחה במידול מידע בניין (BIM) וב-Lean Construction. הוא השלים תואר ראשון בהנדסה אזרחית בדרום אפריקה, תואר שני בהנדסת מבנים ב-MIT ותואר שלישי בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון. בשנת 2000 הוא הצטרף לפקולטה כחבר סגל. כיום הוא גם פרופסור אורח באוניברסיטת קיימברידג’.

“הקאתון הקורונה” שהתקיים בטכניון הניב פיתוחים חדשניים המעוררים עניין בקהילה המדעית והרפואית

מסכה למטופל – מגינה על הצוות הרפואי מפני רסס הנפלט בתהליך ההנשמה

מרתון הפיתוח Corona Hack, שיצא לדרך ב-6 לאפריל, הסתיים ב-1 במאי עם ההכרזה על הזוכים והענקת פרס של 7,000 שקל לכל אחת משתי הקבוצות הראשונות: MOONA, שפיתחה מערך לייצור מואץ של מסננים למסכות הגנה, וקבוצת VOLNET (“רשת ההתנדבות”) שפיתחה רשת חברתית שנועדה לחבר מבקשי-עזרה למתנדבים המעוניינים לעזור.

במקום הראשון בהקאתון זכה כאמור פרויקט MOONA – ייצור מואץ של מסננים למסכות ההגנה N95. מסננים כאלה, המבוססים על סיבים ננומטריים בעובי 0.3 מיקרון, מיוצרים כיום במפעלים מעטים בעולם בקצב מוגבל ולכן מהווים צוואר בקבוק בייצור המסכות. הפתרון של קבוצת MOONA הוא מערך מבוזר של סדנאות מלאכה שיספק עשרות מיליוני מסננים ביום. זאת בהתבסס על הפעלה של אלף סדנאות כאלה שבכל אחת מהן 10 מכונות ייצור. בקבוצה חברים הסטודנטים עמית פלטי מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, פאדי האשם, אסף ברימר, סבע אחמד, חאלד אבו דאוד ואיה כתאני מהפקולטה להנדסת מכונות.

במקום השני זכתה קבוצת VOLNET (“רשת ההתנדבות”), שפיתחה רשת חברתית שנועדה לחבר מבקשי-עזרה למתנדבים המעוניינים לעזור. הרשת מאפשרת למבקשי העזרה להעלות את בקשותיהם ולמתנדבים להציע את עצמם. חשוב לציין כי האנונימיות של המשתמשים נשמרת עד השלב שבו שני הצדדים מסכמים כי ישתפו פעולה.

תמונת זום קבוצתית של הצוות הזוכה. למעלה מימין לשמאל: חאלד אבו דאוד ( מג’ד אל כרום), עמית פלטי (קיבוץ הסוללים), פאדי האשם ( חיפה).למטה מימין: אחמד סבע ( מגד אלכרום), איה קיטאני ( בקע אלגרביה).

תמונת זום קבוצתית של הצוות הזוכה. למעלה מימין לשמאל: חאלד אבו דאוד ( מג’ד אל כרום), עמית פלטי (קיבוץ הסוללים), פאדי האשם ( חיפה).למטה מימין: אחמד סבע ( מגד אלכרום), איה קיטאני ( בקע אלגרביה).Corona Hack הוא הקאתון טכנולוגי-חברתי וירטואלי שנועד לרתום משאבים טכנולוגיים לטובת החברה הישראלית בכלל ואוכלוסיית חיפה בפרט. את האירוע הובילו הסטודנט אלעד פריצקי, אס”ט (אגודת הסטודנטים בטכניון), מרכז היזמות והחממה החברתית בטכניון. אלעד פריצקי, חבר בוועד הסטודנטים בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי, יזם את ההקאתון לזכר בת דודתו דגנית גליק שנפטרה בסוף חודש ינואר מהסתבכות של מחלת השפעת. היא היתה בת 40 במותה. דגנית נולדה וגדלה בלונדון. לפני כשתשע שנים עלתה לישראל עם בעלה הווארד והשניים התיישבו בכרמיאל, משם עברו ליישוב הקהילתי אשחר. לדגנית והווארד ארבעה בנים ובת. היא נפטרה מהסתבכות של שפעת שהפכה לדלקת ריאות נגיפית, ולדברי אלעד, “רציתי לעשות לזכרה משהו שמבטא את הנתינה וטוב הלב שאפיינו אותה. כך עלה הרעיון להקאתון שנועד להציל חיים נוכח מגפת הקורונה. חשוב לציין שגם לקבוצות שלא זכו היו רעיונות מעולים, שחלקם נבחנים כעת על ידי גורמים בתעשייה ובעולם הרפואי, למשל מסכה להגנה על צוותים רפואיים מפני רסס הנפלט מסביבת המטופל, רצועות המאפשרות לאיש צוות בודד להפוך על הבטן חולי ריאות וכך לשפר את מצבם וטכנולוגיה לאיתור אזורים בסיכון גבוה להתפרצות תחלואה על סמך ניטור עומסי זיהום נגיפי במי הביוב.”

ProneAsist – הפיכה בטוחה של מטופל באמצעות איש צוות יחיד

“ההאקתון רתם מאות סטודנטים מרחבי הארץ לפיתוח פתרונות לבעיות הקשורות במגפה”, הסבירה יו”ר אס”ט לינוי נגר-שאול. “האקתון הוא אירוע יזמות המתרחש באופן קבוע בטכניון, אלא שהפעם החלטנו להקדיש אותו למגפה, בדגש על הסוגיות החברתיות. זאת הייתה למעשה ‘חממת מחשבות’ שתרתום את הטכנולוגיה למען החברה בכלל ולמען קהילת חיפה בפרט.”

“המשבר שהביאה מגפת הקורונה,” אמר ראש מרכז היזמות פרופ’ עזרי טרזי,  “הוא משבר רב-ממדי המצריך שילוב של גישות טכנולוגיות, אנושיות, רגשיות, חברתיות והתנהגותיות. מגוון הצרכים וההזדמנויות מהווה כר נרחב לחדשנות ויזמות. t-hub, מרכז היזמות והחדשנות של הטכניון, שמח לסייע ולתמוך ביוזמת הסטודנטים לקיום ההקאתון בליבה של התפרצות המגפה.”

“משבר הקורונה הוא משבר חברתי-כלכלי המזמן אתגרים רבים,” אמרה ד”ר מירב אהרון-גוטמן, יו”ר אקדמי של החממה החברתית. “רשויות מוחלשות מתקשות לנהל את האירוע מבחינה חברתית בהיעדר נתונים, ולכן נדרשת עבודה בבנייה של נתונים מעולמות התוכן של החברה והרווחה. אתגר אחר הוא הפער הדיגיטלי שהולך ומתרחב ככל שהתלות שלנו בטכנולוגיה הולכת וגדלה. גם כאן מונח בפנינו אתגר גדול בהקשר של שיתוף משאבי רשת ומשאבים טכנולוגיים.”

במקומות הבאים זכו, על פי סדר יורד, הקבוצות הבאות: Shic, שפיתחה ממשק לתקשורת בין הצוות הרפואי למשפחות המטופלים; CovSort, המציעה להאיץ את בדיקות הקורונה באמצעות איגום בדיקות (pooling) – בדיקה “במכה אחת” של דגימות מעשרות נבדקים (הקבוצה הסתייעה בחוקרי הטכניון פרופ’ עופר שטרייכמן מהפקולטה להנדסה תעשייה וניהול ע”ש דוידסון ופרופ’ רועי קישוני מהפקולטה לביולוגיה); CoronaAirForce – הסבת מטוסים למחלקות טיפול בחולים; Come Together – מערכת המחברת אנשים לתחומי עניין; “הפוגה” – בלקונית לבילוי בחוץ ובטבע; ו”מהתגוננות למניעה” – מערכת ל”עטיפה” של חולים כדי להגן עליהם.

אלעד פריצקי, סטודנט, יזם הקאתון קורונה

לניהול ההקאתון ולהדרכת המשתתפים (מנטורינג) נרתמו מומחים רבים מהטכניון: פרופ’ שחר קוטינסקי והדוקטורנט גל מנדלסון מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי; פרופ’ ענת רפאלי, פרופ’ דב דורי, פרופ’ עופר שטרייכמן ופרופ’ אלדד יחיעם מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע”ש וולפסון; וד”ר יעל רוזן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית. גם מחוץ לטכניון נרתמו מומחים מובילים ובהם סרן גאורגי שפירא מהמרכז הטכנולוגי הלאומי להתמודדות עם קורונה, איריס פלורנטין – סמנכ”לית בכירה במשרד הרווחה, וסגן מנהל פנימית ב’ במרכז הרפואי רמב”ם ד”ר גדעון ברגר.

קבוצת המחקר של פרופ’ ארז חסמן מהטכניון ממשיכה “להאיר” חדשנות גם בתקופת הקורונה: האם אפשר למדוד בעזרת אופטיקה אי-אחידות של מבנים בסקאלה ננומטרית? החוקרים פיתחו טכנולוגיה חדשנית המשלבת ננואופטיקה ומגנטיות לאבחון אי-אחידות ננומטרית בשבבים אלקטרוניים ובפוטונים

תאור האיור: הפעלת שדה מגנטי על מבנה ננומטרי לא אחיד. מדידת אי-האחידות במבנה בסקאלה הננומטרית מבוצעת על ידי אפקט ספין הול אופטי – מדידת פיצול הספינים של הפוטונים המפוזרים מהמבנה בעזרת “מדידה חלשה” . הסביבונים (הכחול והאדום) מיצגים את שני כיווני הספינים – דרגת הסחרור של הפוטונים המפוזרים. (קרדיט איור: Ella Maru Studio)

חוקרים מקבוצת המחקר של פרופ’ ארז חסמן ראש המעבדה לננואופטיקה בטכניון, פירסמו מאמר פורץ דרך בכתב העת היוקרתי Nature Nanotechnology. המחקר בוצע והובל על ידי ד”ר בו וונג Dr. Bo Wang) ) בשיתוף החוקרים ד”ר קישו רונג (Dr. Kexiu Rong), ד”ר אלחנן מגיד וד”ר ולדימיר קליינר.

טכנולוגיית השבבים האלקטרונים, ננו-מכניקה וננו-פוטוניקה העוסקת ברכיבים בסקאלה הננומטרית מחייבת בקרת איכות מדויקת ביותר על ייצור השבבים. אי-דיוק הגדול מננומטרים ספורים גורם לכשל בפעילות השבב. בתעשיית המיקרו-ננואלקטרוניקה נבדקת איכות השבבים במיקרוסקופ אלקטרוני, המצריך את הכנסת השבב לתא ואקום עמוק. זהו תהליך ארוך ביותר ומורכב שאינו מאפשר בקרת ייצור רחבה. בקרת איכות בעזרת אופטיקה מתגברת על בעיה זו – המדידה נעשית ללא ואקום והיא מהירה אך אינה מדוייקת מספיק בשל אורך הגל.

הפתרון שמצאה קבוצת המחקר של פרופ’ חסמן מבוסס על חקירה מדעית מעמיקה בתחומים המשלבים את האינטראקציה של האור והחומר עם שדות מגנטיים. שבב אלקטרוני מורכב מרכיבים ננומטריים החייבים להיות מדוייקים ואחידים מאוד (ההבדלים ביניהם לא יעלו על  1-5 ננומטר) במחזוריות הקטנה מאורך הגל. לכן אם נאיר על השבב, האור שמוחזר ממנו או מועבר דרכו לא יאפשר למדוד את הפיזור הננומטרי, שהוא הפרמטר הקריטי לתפקוד השבב, בשל מגבלת אורך הגל. זאת פריצת הדרך של החוקרים ששילבו הפעלת שדה מגנטי במיקרוסקופ האופטי והארה של אור מקוטב על תתי-מבנים פרומגנטיים לא אחידים ננומטרית. כך נוצר פיצול זוויתי של קרן האור, והיא מוחזרת כשתי קרניים עם קיטובים מעגליים הפוכים (הקיטוב המעגלי נקרא בלשון המדעית ספין או דרגת הסחרור של הפוטון, חלקיק האור). הפיצול הזוויתי קטן מאוד ולכן השתמשו החוקרים בשיטה שנקראת “מדידה חלשה”, שפרופסור יקיר אהרונוב מאוניברסיטת תל אביב הציע לצורך מדידות קוונטיות.

חשוב לציין שמעבר לשימוש המתבקש בגישה החדשה, התגלית פותחת אפשרויות חדשות למדידות של אי-אחידות קטנה בשדות מגנטיים ובמגנטיזם בחומרים שונים ולחקירת תופעות של תנודות (פלוקטואציות) שונות בקוונטים ובשטחים אחרים.

פרופ’ חסמן מציין בגאווה ש”הפרסום היוקרתי הזה מראה שגם בתקופות קשות, כדוגמת תקופת הקורונה, הטכניון ממשיך לפרסם מאמרים פורצי דרך בכתבי עת מדעיים מובילים. קבוצת המחקר שלנו כוללת חוקרים מדיסציפלינות שונות ובהן פיזיקה, חומרים והנדסה, והם עוסקים הן במחקר בסיסי והן במחקר יישומי המוביל ליישומים רבים בתעשיית ההייטק. מחקר אינטרדיסציפלינרי זה מוביל לעוד ועוד הצלחות המשפיעות הן על ההתפתחות המדעית והן על פיתוחים של יישומים טכנולוגיים חשובים ומגוונים.”

במחקר תמכו הקרן הלאומית למדע (ISF), משרד המדע והטכנולוגיה, הקרן הדו-לאומית ארה”ב-ישראל (BSF), הטכניון ולשכת המחקר של חיל האוויר האמריקאי. הרכיבים מומשו במרכז לננו-אלקטרוניקה ע”ש שרה ומשה זיסאפל (MNFU) בטכניון. אתר המעבדה: hasman.technion.ac.il

למאמר ב- Nature Nanotechnology  לחצו כאן

פרופ’ ארז חסמן

ד”ר בו וונג Dr. Bo Wang))

ד”ר קישו רונג (Dr. Kexiu Rong)

ד”ר אלחנן מגיד

ד”ר ולדימיר קליינר

אחד האתגרים הגדולים שמציבה מגפת הקורונה בפני הרשויות היא איתור מוקדם של מוקדי הדבקה ובלימתו של מעגל ההדבקה. אף שכמות הבדיקות גדלה בהתמדה, היא מכסה חלק קטן מהאוכלוסייה

גישה חדשה עשויה לשנות את התמונה: ניטור אר-אן-איי של נגיפי קורונה במי הביוב. גישה זו תספק (1) שיעור ההתפרצויות ופיזורן במרחב הגאוגרפי, (2) מידע חיוני להתראה מוקדמת על התפרצויות ולאימות בלימת ההדבקה.

גישה זו נבדקה כעת בישראל והיא מוצגת במאמר שעלה לאוויר ב-1 במאי (באתר “ארכיב”). המאמר מתאר מחקר של קבוצת חוקרים ישראלית שחברים בה פרופ’ ערן פרידלר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, פרופ’ אריאל קושמרו מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ואוהד רינות מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת בן גוריון בנגב, ד”ר יאיר לואיס מהטכניון וד”ר איתי בר אור, מנהל המרכז הארצי לנגיפים בסביבה מהמעבדה המרכזית לנגיפים של משרד הבריאות. בדיקת ההיתכנות נעשתה על מספר גדול של מערכות ביוב ובהן “מלון הקורונה” דן פנורמה, חיפה, רהט, באר שבע, בית החולים שיבא, קיבוץ ניר דוד, ירושלים ובני ברק.

מאחר שהנגיף מגיע דרך הצואה למערכת הביוב, ניטור של מערכת זו יכול להניב מיפוי מהיר של אוכלוסייה גדולה, לרבות חולים א-סימפטומטיים, ומניעה מוקדמת של התפרצות מחודשת. בעולם כבר קיימות טכנולוגיות של “אפידמיולוגיה מבוססת שופכין” (Wastewater-based epidemiology) המשמשת לניטור חיידקים ונגיפים, עמידות חיידקית לאנטיביוטיקה, ואפילו שיירי סמים דרך הביוב. בישראל אותרו נגיפי פוליו במערכת הביוב בשנת 2013 – איתור שהוביל למבצע חיסונים שמנע מגפה ולאימות של סיום ההתפרצות. אתגרים: מיצוי הנגיף ממי הביוב ו”כיול” של הכלים כך שיהיה אפשר להסיק מסקנות כמותיות לגבי האוכלוסייה, כלומר לדעת כמה חולים (בערך) יש באותו אזור.

לדברי פרופ’ פרידלר, “ידוע לנו שנגיף הסארס (SARS-CoV-1) מסוגל לשרוד בביוב 14 ימים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, או יומיים בטמפרטורה של 20 מעלות, ואפשר לאתר את האר-אן-איי שלו במשך 8 ימים. אנו יודעים שהנגיף החדש נמצא בביוב, אולם הנתונים האמורים עדיין לא ידועים לגביו. לכן היה חשוב לנו לבצע את הניסוי הראשוני הזה, שהראה לנו שאכן – השיטה האמורה אפקטיבית בזיהוי מוקדי התפרצות של נגיף קורונה החדש.”

בעתיד, מציין פרופ’ פרידלר, יהיה אפשר להשתמש במערכת כדי לזהות התפרצויות עתידיות של קורונה כמו גם התפתחויות של מחלות אחרות בתחילת הדרך.

כאמור, המחקר התפרסם בשלב זה באתר “ארכיב”.

https://bit.ly/3dfGmdo

לכתבה בהארץ : https://bit.ly/3fpNcz4