Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse
SNF: Bild des Monats April 2007: Eine Technik, die das Gewebe schont
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Bern (ots)
Bild und Text unter: http://www.presseportal.ch/de/galerie.htx?type=obs
Knochen präzise mit Licht schneiden
Fast berührungsfrei, hochpräzise und schonend zu arbeiten, ist das Ziel bei jeder chirurgischen Operation. Wenn Knochengewebe durchtrennt werden muss, ist dies jedoch kaum möglich. Eine am Hightech-Forschungs-Zentrum HFZ der Universität Basel mit Unterstützung des Nationalen Forschungsschwerpunkts Co-Me entwickelte Schneidetechnologie ersetzt die traditionelle Knochensäge durch gewebeschonendes Laserlicht und ermöglicht dadurch passgenaue Schnitte.
Das gezielte Schneiden oder Durchbohren von Knochengewebe ist ein in der Chirurgie zur Behandlung von Fehlstellungen oder Deformationen oft notwendiges Operationsverfahren. Auch vor dem Einsetzen von modernen Zahnimplantaten erfolgt eine Vorbohrung im Kiefer des Patienten. Die bei diesen chirurgischen Eingriffen auftretenden Kräfte und Vibrationen und der Abrieb vom Knochen und Schneidewerkzeug führen jedoch zu zusätzlichen Belastungen und beeinträchtigen die Wundheilung.
Sanfter Ersatz für die Knochensäge Ein wesentlich schonenderes Verfahren zum Durchtrennen von Knochengewebe im klinischen Alltag verspricht ein am Hightech- Forschungs-Zentrum HFZ der Universität Basel unter der Leitung von Robert Sader entwickeltes Lasersystem. Das neue chirurgische Instrument besteht aus einem computergesteuerten CO2-Laser der mit extrem kurzen Lichtpulsen in Verbindung mit einem feinen Luft- Wasserspray arbeitet.
Das Infrarotlicht des Lasers mit einer Wellenlänge von 10'600 Nanometern ist speziell für eine hohe Absorption der thermischen Energie im mineralischen und biologischen Gewebe des Knochens geeignet. Auf kleinstem Raum verdampfende Flüssigkeit trägt explosionsartig winzige Knochenpartikel ab, so dass zuerst eine Vertiefung und schliesslich ein Schnitt entsteht.
Die Basler Gruppe konnte bei Versuchen am lebenden Knochen nachweisen, dass die Wärmeentwicklung beim Schneidevorgang klein bleibt und umliegendes Gewebe nicht geschädigt wird. «Der Laser ist schneller, als es der Knochen merkt», betont Robert Sader. Der chirurgische CO2-Laser feuert in so schneller Abfolge kurze Lichtpulse ab, dass das Knochengewebe die entstehende Wärme abführt, bevor es an den Rändern der Schnittstelle zu Verbrennungen kommen kann. Durch den Einsatz des CO2-Lasers getrennte Knochenteile wachsen deshalb wie nach Brüchen im Verlauf einiger Wochen durch natürliche Gewebsbildung wieder zusammen.
Neue Schnittgeometrien In Verbindung mit einem speziellen Scanverfahren ist die Schnittführung und -tiefe des Laserstrahls frei wählbar. Anders als beim manuellen Sägen oder Schneiden mittels Ultraschall lassen sich dadurch sogar komplizierte Muster ausschneiden. Das computergesteuerte Instrument kann so präzise ausgerichtet werden, dass beim Schnitt bereits die Formen zur Wiederzusammenfügung des Knochens angelegt werden. Teilstücke können dann ähnlich wie Puzzleteile oder der aus der Holzverarbeitung bekannte Schwalbenschwanzschnitt wieder zusammengefügt werden.
Das aus Robotik, computergesteuerter 3D-Operationsplanung und CO2- Laser bestehende Hightech-System wurde im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts Co-Me (Co-Me: computergestützte, bildgeführte medizinische Eingriffe) entwickelt. Klinische Anwendungsprojekte für den Forschungsprototypen sind bereits in der Kiefer- und Gesichtschirurgie sowie in der Oralchirurgie vorgesehen. «Die Knochen im Schädelbereich besitzen nur eine ganz kleine Weichteildecke», erklärt Robert Sader. Dies erleichtert den Zugang für den CO2-Laserstrahl, der im Moment noch nicht durch Glasfasern geführt und dadurch beliebig orientiert werden kann.
Bereits im laufenden Jahr sollen Patientinnen und Patienten mit starken Deformationen im Gesichtsbereich oder krankhaftem Wachstum der Schädelknochen von der neuen Technologie profitieren können. Erste Operationen mit dem präzisen, schonenden Laserstrahl sind an der Abteilung für Kiefer- und Gesichtschirurgie der Klinik für Wiederherstellende Chirurgie der Universität Basel unter der Leitung von Hans-Florian Zeilhofer geplant.
Kontakt:
Prof. Dr. Robert Sader
Hightech-Forschungs-Zentrum HFZ Basel
Cranio-Maxillofacial Chirurgie
Universität Basel
Schanzenstrasse 46
CH-4031 Basel
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Fax: +41 (0)61 265 96 56
E-Mail: rsader@uhbs.ch
Dr. Stefan Stübinger
Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt
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DE-60590 Frankfurt am Main
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