צלחות אגר ייחודיות המותאמות לזריעה אוטומטית

שיטות הזיהוי במעבדות המיקרוביולוגיה, בבתי החולים ובקופות החולים, מבוססות על מיקרוביולוגיה קלאסית: תרביות על מצעים סלקטיביים ואינדיקטיביים וזיהוי על בסיס מבחנים ביוכימיים. בשנים האחרונות, נכנסות לשימוש יותר ויותר שיטות זיהוי מתקדמות המבוססות על ביולוגיה מולקולרית, אך הזיהוי בשיטה הקלאסית עדיין תופס נפח עיקרי וכאן פתרון האוטומציה נותן מענה. ד"ר צביקה צוברי, מומחה למיקרוביולוגיה במעבדות חי, מסביר את הצורך באוטומציה במעבדות מיקרוביולוגיות: "מעבדות מיקרוביולוגיות בודקות אלפי דגימות של משטחי גרון ובדיקות שתן מדי יום בתהליכים המבוססים על עבודה ידנית בעיקר. ככל שהאוכלוסייה גדלה ואיתה גם הדרישה לשרותי בריאות, עבודה ידנית אינטנסיבית זו מהווה אתגר משמעותי, ולכן המעבר לאוטומציה הוא צעד הכרחי לייעול התהליכים".

קופת חולים מאוחדת הובילה פרויקט חלוצי להטמעת מערכות אוטומציה במעבדה המרכזית בלוד. הפרויקט כלל התקנת שני קווי אוטומציה: אחד לבדיקות שתן והשני לבדיקות משטחי גרון. hylabs נבחרה להיות השותפה בפיתוח צלחות האגר שיתאימו למערכת.

תהליך העבודה האוטומטי כולל מספר שלבים. לאחר שהבדיקות נאספות מהמרפאות ברחבי הארץ, הן מגיעות למסוע אוטומטי בו קורא ברקודים מזהה כל דגימה ומנתב אותה אל הקו המיועד לה. כל מבחנה, נדגמת ע"י שתי לופות סטריליות לזריעת בידוד,  על שני חלקי צלחת האגר. צלחת האגר הזרועה נכנסת בעזרת המסוע לאינקובטור בהתאם לתנאים הספציפיים שלה.

בתוך האינקובטור יש מצלמות שמספקות לטכנאי תמונה ברזולוציה גבוהה שצופה במסך מחשב ומחליט מה חיובי, מה שלילי ומה צריך להישאר בתוך האינקובטור להמשך בדיקה. בהמשך תוכנת AI תסייע לייעל את תהליך הזיהוי.

תהליך זה מחייב שימוש בצלחות אגר המותאמות לשיטת העבודה האוטומטית, הן במדדים הפיזיקליים והן בהרכב קרקע המזון. לדברי ד"ר צוברי, "בכמה סבבים של למידה ושיפור צלחנו את האתגר של התאמת הצלחות ונתנו מענה בהתאם לצורך."

עד כה, hylabs פיתחו והתאימו צלחות מפוצלות לבדיקות משטח גרון ולבדיקות שתן. הזיהוי המקובל ל- A Strep מתבצע על צלחות דם ומתבסס על אבחון בטא המוליזה ורגישות לבציטרצין סביב דיסקית האנטיביוטיקה המונחת על האגר.

אולם התהליך האוטומטי חייב גישה שונה לשימוש בצלחת: "כדי לבצע את תהליך הזריעה האוטומטי ולייתר את הצורך בהנחת דיסקית אנטיביוטיקה היה צורך להמציא מחדש את הצלחת. לצורך כך פיתחנו צלחות דם מפוצלות שצד אחד מכיל את האנטיביוטיקה ואילו הצד השני מכיל דם רגיל וזהה להרכב הצלחת המסורתית."

הצלחות לבדיקת שתן, מורכבות ממצע דיפרנציאלי (Orientation) המאפשר זיהוי קל בזכות המושבות הצבעוניות וממצע סלקטיבי  (MacConkey) המאפשר בידוד והמשך אפיון של חיידקי גראם שליליים, מפרט צוברי.

תהליך הולידציה

צוברי מסביר כי פיתוח של סוג צלחות חדש מחייב תהליך ולידציה ובקרת איכות: "hylabs בעצם החליפה את השיטה הקלאסית שמקובלת בכל העולם בשיטה חדשה. בתהליך הזה נדרשנו לקבוע את ריכוז האנטיביוטיקה המתאים באגר כך שידכא בהצלחה את הצמיחה של כל  Strep A בכל מנעד רמות הרגישות השונות ועדיין יאפשר לחיידקים עמידים לצמוח".

לאחר ביצוע הולידציה וכדי לחסוך זמן, הצלחות נשלחו לבדיקות אצל היצרן באיטליה שכן הרובוטים עדיין לא הותקנו במעבדה בישראל. לאחר קבלת המשוב וסבב תיקונים, במעבדות חי הגדירו כללי QC חדשים המותאמים לאוטומציה. כללים אלו כוללים אספקטים רבים שנדרש לתת להם מענה בייצור הצלחות והתפעול של המערכת וכללו מדדים פיזיקליים שונים.

היבט נוסף שנדרש לתת לו מענה היה ההיבט הלוגיסטי. בעבר הבדיקות בוצעו במספר מעבדות ברחבי המדינה, אולם לאחר שהתהליך רוכז במעבדה המרכזית, התברר כי אין להם אפשרות לאחסן בקירור את אלפי הצלחות שנדרשו מדי יום לתהליך האוטומציה. hylabs, המחזיקה במרכז לוגיסטי סמוך, סיפקה מענה שכולל אספקה גמישה של הצלחות מספר פעמים בשבוע.

פרויקט האוטומציה במעבדה המרכזית של קופת חולים מאוחדת מדגים את היכולת של מעבדות חי להוביל חדשנות בתחום המיקרוביולוגיה הקלינית: "יש לנו שילוב של הבנה מעמיקה של המיקרוביולוגיה והדיאגנוסטיקה הקלינית יחד עם יכולות טכניות והנדסיות. ב-DNA שלנו אנחנו שותף שמוכן ורוצה לפתור בעיות בזמן קצר, ובמאוחדת היו רגועים כי הם ידעו שהם בידיים טובות", אומר צוברי. "זוהי דוגמה מצוינת לאיך טכנולוגיה מתקדמת יכולה לשפר משמעותית את היעילות והדיוק בתחום הבריאות."