למהנדס ביומכני וביופיזיקאי מישל אוין, מדעי החומרים ובריאות האישה הולכים יד ביד, אבל זה לא תמיד היה המקרה של התחום בכללותו. היא שוחחה עם מרגרט האריס על מחקריה ועל מטרותיה כמנהלת ההשבעה של המרכז להנדסת בריאות האישה באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, ארה"ב.
כיצד התחלת להתעניין ביישום מדעי החומרים לאתגרים בבריאות האישה?
כשהייתי דוקטורנט בביומכניקה אורטופדית, קיבלתי טלפון מרופא מיילד שרצה לדעת אם יש מישהו במעבדה שלי שיכול למדוד כוחות. הוא התעניין בלידה מוקדמת, והוא רצה לדעת האם הליך רפואי שהוא עושה עשוי לשנות את המאפיינים של קרום העובר כדי להפוך אותו לנטייה להיקרע בטרם עת. שיתפנו פעולה במחקר כדי לבחון את השאלה הזו, ואז התחלנו לשתף פעולה באופן כללי יותר, ועד שסיימתי את הדוקטורט, מומנתי ועבדתי במחלקה למיילדות וגניקולוגיה (OB/GYN) ועשינו את הדוקטורט שלי בעצמות וביו-חומרים על הצד.
אנחנו יכולים להתאים את כל מה שאנחנו עושים מנקודת מבט של חומרים כדי לתת לנו את ההזדמנות לבדוק מה חשוב
איך אתה משתמש במדעי החומרים במחקר שלך היום?
ההתמקדות שלי כרגע היא ברבייה, אז אני מתעניינת בלידה מוקדמת ואיך למנוע אותה, איך לאבחן אותה, איך להתרחק מהעובדה שאחד מכל 10 תינוקות בעולם נולד מוקדם, מה שיכול להוביל לחבורה שלמה. של אפקטים דפוקים. אחד האתגרים בהריון אנושי הוא שאין מודלים טובים של בעלי חיים לחקור אותו, כי השליות התפתחו להיות שונות בצורה מוזרה במיני יונקים שונים. זה אומר ש חוץ גופית מודלים, שבהם אנו משלבים תאים אנושיים עם חומרים ביולוגיים, ו בסיליקו מודלים, שבהם אנו מייצרים מודלים ממוחשבים של מערכות חומריות, חיוניים מכיוון שהם מאפשרים לנו ללמוד דברים כמו התפתחות מוקדמת של השליה, שאם לא כן היה בלתי אפשרי בגלל הסוגיות האתיות של חקר אוכלוסיות פגיעות.
באילו סוגי חומרים ביולוגיים מדובר?
רקמות טבעיות מורכבות מתאי פלוס מטריצה חוץ-תאית (ECM), המורכבת מדברים כמו קולגן, חלבונים וסוכרים ברשת מורכבת המערבת מולקולות המתקשרות עם התאים. אם ניצור ECM מלאכותי, למשל, מהידרוג'לים או מחומרים פולימריים, אז נוכל להכניס את התאים לסביבה שבה נוכל לשלוט בדברים כמו קשיחות החומר או גודל הנקבוביות שלו, מה שמשפיע על הדיפוזיה. אנחנו יכולים להתאים את כל מה שאנחנו עושים מנקודת מבט של חומרים כדי לנסות ליצור מערכת שמקיימת אינטראקציה עם התאים באופן שלא רק משכפל את המערכת הטבעית, אלא גם נותן לנו את ההזדמנות לבדוק מה חשוב. לדוגמה, האם הנוקשות של המטריצה חשובה? האם דיפוזיה חשובה? האם ישנם אותות כימיים שאנו יכולים לקבל על ידי הוספת מולקולות ל-ECM המלאכותי שלנו שהם חשובים?
מהם היישומים של מחקר זה?
אנחנו מתעניינים בכמה דברים. האחת היא קרע מוקדם של קרומי העובר, המתרחש בכ-3% מכלל ההריונות, אך הוא הופך לשכיח יותר עקב עליית ניתוחי העובר. נהלים לתיקון מומים בעובר לפני הלידה, או לתקן משהו לגבי השליה, כרוכים בהכרח בחיתוך שקית ה"מים" המכילה מי שפיר הגדלים הן בלחץ והן בנפח במהלך ההריון. זה מוביל לסיכון גדול יותר של קריעת המים לפני הקדנציה, אז בדקנו יצירת תיקון, תוך שימוש בגישה של הנדסת רקמות כדי לחזק באופן מכני את האזור שבו המנתח חתך.
אנו מעוניינים גם בהתפתחות המוקדמת של השליה. יצרנו חומרי הידרוג'ל המחקים את הרירית הפנימית של הרחם, חומרים שיכולים לשמש כ-ECM עבור תאי השליה המוקדמת כאשר אנו מנסים להבין כיצד ההתפתחות הזו מתרחשת. דברים שמשתבשים בשלב מוקדם זה, בשליש הראשון של ההריון, נוטים להופיע בשליש השלישי במצבים כמו רעלת הריון והגבלת גדילת העובר. שניהם עלולים להוביל לתחלואה ותמותה עוברית משמעותית, ורעלת הריון יכולה להוביל גם לתחלואה ותמותה של האם. בעיקרון, השליה מנסה להרוג אותך כשאת בהריון, והשלייה שייכת לעובר. זה לא מגיע מרקמת האם; זה לגמרי של העובר, אבל יש לו את כל פונקציות האיתות האנדוקריניות האלה שיכולות להשפיע על לחץ הדם של האם. זה מה שקורה ברעלת הריון, שבה לחץ הדם של האישה יכול להיות גבוה באופן מסוכן.
מהן עוד דרכים שבהן מדע החומרים ובריאות האישה חופפים?
בריאות האישה היא תחום גדול מאוד ומגוון. אני עובדת על הריון, אבל ישנם גם תחומים הקשורים להיבטים שאינם הריון של מערכת הרבייה הנשית (כגון סוגי סרטן מסוימים), ותחומים הקשורים לנושאים רפואיים הנפוצים יותר בנשים (כגון אוסטאופורוזיס) או שמופיעים בצורה שונה עקב מרכיב הורמונלי (כגון מחלת לב).
מחלות ומצבים המתרחשים בעיקר או בלעדית אצל נשים קיבלו חוסר מימון ביחס לנטל שלהם על החברה
הדרכים שבהן מדע החומרים נכנס לזה הן מגוונות. אחד התחומים הבוגרים ביותר, למרות שאנשים לא בהכרח חושבים על זה כך, הוא אמצעי מניעה. קונדומים עשויים מחומרים, דיאפרגמות עשויות מחומרים, התקנים תוך רחמיים ושתלים כמו נורפלנט שמשחררים הורמונים - כל הדברים האלה עשויים מחומרים.
דרך נוספת שבה מדע החומרים ובריאות האישה מתקשרים, שהייתה בחדשות לאחרונה, כוללת שתלי רשת נרתיקית המשמשים לטיפול בבריחת שתן ובעיות רצפת האגן. החומרים בשתלים אלו שימשו בהצלחה לניתוחי בקע, אך כאשר נועדו לשימוש מחדש בנרתיק, הם לא תאמו את התכונות הנדרשות. הם היו נוקשים מדי, ובמספר מקרים בעלי פרופיל גבוה, השתלים גרמו להרבה יותר כאב ממה שהם תיקנו.
אבל הבעיה היא שהמצב המקורי הוא מצב נורא. נשים רבות, לא רק אלו שילדו, חוות צניחת איברי האגן ככל שהן מתבגרות, ובמקרים מסוימים הרחם צונח אל הנרתיק עד לנקודה שבה הוא מתחיל לצאת מהגוף וניתן לראות מרגיש את זה. זה דבר מזעזע שפעם לא דנו בו, וחלק מהאיר את האור על נושאי בריאות האישה הוא לדבר על דברים שפעם חשבנו שהם מגעילים. זה על לגרום לאנשים להגיד, "למעשה, זה כנראה קרה לסבתא שלי והיא לא דיברה על זה בגלל הבושה ובגלל שזו הייתה 'בעיות של נשים' ושמרנו את זה בארון". להביא את הדברים האלה לאור ולדבר עליהם זה חלק גדול מהפתרון.
כיום, נשקלות גישות חדשות לבעיות רצפת האגן, בעיקר באמצעות חומרים בעלי תכונות מכניות וגיאומטריות שונות מאוד מאלה שפותחו עבור בקע. אז אני חושב שיש עתיד מלא תקווה לתחום הזה, אבל בנוסף לכל האתגרים האחרים שקשורים לרגולציה ולמכשירים רפואיים ולהשגת מוצרים חדשים לשוק, האנשים שעובדים בו יצטרכו להתגבר על הסטיגמה של הכשלים הקודמים. בנוסף למדעי החומר ולצד ההנדסי, יש בזה היבט חברתי שלם.
לאחרונה הוכתרת למנהלת המכוננת של המרכז החדש להנדסת בריאות האישה של אוניברסיטת וושינגטון. למה חשוב שיהיה מרכז כזה?
בריאות האישה ממש לא נחקרת. זה נובע בחלקו בגלל שמבחינה היסטורית, מדענים היו בעיקר גברים, אבל יש גם אתגרים אתיים הקשורים לחקר אנשים שעלולים להיות בהריון. כתוצאה מכך, במשך זמן רב מאוד לא היו מנדטים לחייב את המחקר הרפואי לכלול משתתפות, רקמות נשיות או אפילו תאים נשיים. למעשה כל המחקר המקצועי של ביולוגיה במהלך 100 השנים האחרונות התמקד בתאים זכריים ורקמות זכריות, והתירוץ לכך היה, "נו, ובכן, נקבות מסובכות מדי" מכיוון שיש לנו אותות הורמונליים המשתנים במהלך מחזור של 28 יום. מוסד המחקר החליט לשמור על "פשוט" יותר באמצעות תאי גברים - זה היה תקן הזהב עד לא מזמן.
משמעות הדבר היא שדברים מסוימים, כמו העובדה שנשים מציגות תסמינים שונים כאשר יש להן מחלות לב וכלי דם מאשר גברים, לא היו ידועים במיוחד. אוסטאופורוזיס הוא נושא נוסף שלא נחקר; זה לא תחום המומחיות שלי, אבל יש אינטראקציות בין הורמונים לבין מה שמכונה שיווי משקל עצם (העצם "משתקמת", יוצרת עצם חדשה ומסירה את הישנה) שגורמות לנשים נוטות יותר לאוסטאופורוזיס. נשים גם נוטות להעמיס פחות את העצמות שלהן. אחת העצות הטובות ביותר שנתתי לאמא שלי הייתה שכשהיא הגיעה לשנות ה-60 לחייה, אמרתי לה שזה רעיון טוב להתחיל להרים משקולות. היא הסתכלה עליי כאילו אני משוגע, אבל היא עכשיו אישה מאוד חובבת, כמעט בת 70 עם זרועות שהייתי מתה עליהן לחלוטין, כי היא הרימה משקולות וניסתה להתנפח כדי לעזור להילחם באוסטיאופורוזיס.
מהן ההשלכות של הכישלון הזה בחקר בריאות האישה?
היה מאמר פנטסטי שיצא בשנה שעברה ב מדע מראה שבגלל שרוב הממציאים הם גברים, בעוד שאנשים שממציאים דברים שקשורים לבריאות האישה הם בעיקר נשים, היו פחות מכשירים רפואיים המכוונים לבריאות האישה. מאמר אחר שיצא לפני כשנתיים מצא שאם לוקחים את כל הגורמים האחרים, מחלות ומצבים שמתרחשים בעיקר או בלעדית אצל נשים זכו לחוסר מימון ביחס לנטל שלהם על החברה, בעוד שאלו אצל גברים קיבלו מימון יתר בהרבה.
כדי לתקן את זה, אתה צריך מימון מחקר, אתה צריך חברות להמציא ולשווק מכשירים חדשים, ואתה צריך אנשים. המרכז להנדסת בריאות האישה מתמקד באחרון שבהם. אנו שואפים להכשיר את הדור הבא, כך שבעוד שפעם אולי הייתה לך קבוצה שלמה של מהנדסים צעירים שלא הבינו שהם יכולים לעשות קריירה בהנדסת בריאות נשים, עכשיו יהיו לנו אנשים שעושים מחקר, עובדים ב חברות ובסך הכל רק מחזקות את התחום החדש והמתפתח הזה.
איך נראית הצלחה, בין אם עבור המרכז החדש או עבור המאמץ הכולל לגרום למדעני חומרים להתמקד יותר בבעיות הקשורות לבריאות האישה?
אני מקווה שעל ידי הארת אור על הנושא הזה, אנחנו גורמים לכולם להתעניין בו. מה שאני לא רוצה שיקרה זה לגמור עם תחום שהוא אך ורק נשי, כזה שהוא יכנס לקופסה של "אוי, אלו בעיות של נשים ורק נשים מעוניינות לפתור אותן". כי הריון משפיע על כולם. רבייה משפיעה על כולם. בריאות האישה משפיעה על כולם. לא משנה אם אתה זכר או נקבה, אתה צריך לדאוג מאוד לנושא הזה, וזו הסיבה שאנחנו רוצים באמת להשקיע בזה בצורה חדשה ומרגשת למאה ה-21. המטרה שלי לטווח הארוך היא שיותר אנשים יעבדו בתחום הזה, כי ברור שככל שיש לנו יותר אנשים, כך גדל הסיכוי שנמצא פתרונות.
- אתה יכול להאזין למישל אוין בשיחה עם מרגרט האריס ב- שבוע הפיזיקה העולמי פודקאסט.
