Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Minimalinvasive Eingriffe: Mit dem Laser nähen

28.02.2011
Operationen mit dem Endoskop sind anspruchsvoll und verlangen spezielle Fähigkeiten des Chirurgen. Vor allem das Vernähen des Gewebes und das Setzen der Knoten bei eingeschränkter Bewegungsfreiheit ist kompliziert.

Ein neues, minimalinvasives Nähinstrument vereinfacht den Vorgang. Die Fäden werden künftig nicht mehr verknotet, sondern per Laser verschweißt. Das Gerät ist auf der Messe MEDTEC Europe 2011 in Stuttgart zu sehen.


Das neue mininmalinvasive Nähinstrument vereinfacht und beschleunigt Operationen. (© Fraunhofer IPT)

Operationen im Bauchraum werden immer häufiger minimalinvasiv durchgeführt. Ein kleiner Schnitt in die Bauchdecke genügt, damit Chirurgen die Instrumente einführen und die Organe mit einem Endoskop sichtbar machen können. Diese Methode ist schonender und strapaziert den Körper weniger als konventionelle OPs. Allerdings fordern die minimalinvasiven Eingriffe Ärzte besonders heraus. Vor allem das Nähen – also das Verbinden von Gewebe mithilfe von Nadel und Faden – verlangt großes Geschick und Fingerspitzengefühl. Das Durchstechen des Gewebes und das Knüpfen von Knoten gestaltet sich oftmals schwierig – schließlich müssen die Ärzte auf engstem Raum mit sehr eingeschränkter Bewegungsfreiheit operieren. Anders als beim Nähen von Textilien muss nach jedem Stich ein Knoten gesetzt werden – ein aufwändiger Vorgang, der den Patienten belastet und bei dem eine Reihe von Komplikationen auftreten können. Ist die Naht zu stark gespannt, besteht die Gefahr einer Minderdurchblutung. Zudem können die Fäden ins Gewebe einschneiden und Gefäße abschnüren. Schlimmstenfalls stirbt das Gewebe sogar ab. Ist die Naht hingegen zu locker gespannt, kann es zu Blutungen an den Wundrändern kommen.

Bislang hängt das korrekte Einstellen der Nahtspannung von der Erfahrung des Operateurs ab. Den optimalen Wert muss er subjektiv einschätzen – bei jeder Operation aufs Neue. Auf eine reproduzierbare, standardisierte Einstellung kann er nicht zurückgreifen. Künftig soll ein minimalinvasives Nähinstrument das Nähen vereinfachen. Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen haben es im InnoNet-Projekt »Die Naht« (siehe unten) entwickelt. In einem neuen, halbautomatisierten Verfahren ermöglicht das Nähinstrument dem Chirurgen, die Fäden mit vorher definierter Fadenspannung zu verbinden. Das verkürzt nicht nur den Nähprozess, sondern beschleunigt auch die Wundheilung. Der Patient kann schneller genesen. »Mit unserem neuen Gerät lassen sich die Geweberänder schnell und sicher verbinden, da es automatisch für die optimale Nahtspannung sorgt. Der Chirurg muss sich nicht mehr darum kümmern. Künftig entfällt auch das mühselige Verknoten der Fadenenden, diese werden einfach per Laser verschweißt«, erklärt Dipl.-Ing. Adrian Schütte, Wissenschaftler am IPT.

Die Verfahrensidee basiert auf dem Prozess des Laserschweißens von Kunststoffen. Dabei werden zwei thermoplastische Fügepartner per Laserenergie aufgeschmolzen und miteinander verbunden. »In unserem Fall ist der Faden einer der beiden Fügepartner, der andere ist die Hülse. Sie befindet sich in der Spitze des neuen Nähinstruments, das einen Durchmesser von zehn Millimetern hat«, so Adrian Schütte.

Doch wie funktioniert das neue Verfahren? Zunächst verschaffen sich die Chirurgen durch ein schmales Rohr – Experten nennen es Trokar – einen Zugang zum Bauchraum. Nachdem sie mit der Nadel das Gewebe durchstochen haben, ziehen sie die Fadenenden mit der Operationszange durch den Trokar heraus und legen sie in die Hülse ein. Durch Herabschieben der Hülse durch den Trokar und gleichzeitiges Spannen der Fäden lässt sich eine definierte Spannung in der Naht einstellen. Liegt der gewünschte Spannungszustand vor, werden die Fäden per Laser mit der Hülse verschweißt. Der Laser befindet sich am Ende des Nähinstruments, der Laserstrahl wird über die Lichtleitfaser durch das Instrument geschickt. Überschüssiges Nahtmaterial wird hinter der Hülse abgeschnitten. Abschließend ziehen die Chirurgen das Nähinstrument durch den Trokar heraus. Die Hülse verbleibt nach dem Verschweißen im Bauchraum. »Derzeit besteht die Hülse aus Polypropylen, in Zukunft wollen wir sie aber auch aus resorbierbarem Material fertigen«, sagt Schütte.

In Labortests konnten der Wissenschaftler und sein Team gemeinsam mit den InnoNet-Projektpartnern (siehe unten) den Nähvorgang bereits erfolgreich durchführen. »Die besten Ergebnisse haben wir bei einer Nahtspannung von null bis fünf Newton und einer Bestrahlungszeit von 0,1 Sekunden erzielt«, sagt der Experte. Im Laufe dieses Jahres sollen auch schon die präklinischen Untersuchungen am Universitätsklinikum Aachen starten. Zunächst wird das Nähinstrument für minimalinvasive Eingriffe im Bauchraum eingesetzt. Der Forscher ist davon überzeugt, dass es sich auch für Schlüssellochoperationen am Herz anpassen lässt. Einen Prototypen des minimalinvasiven Nähinstruments zeigen die IPT-Forscher vom 22. bis 24. März auf der Messe MEDTEC Europe in Stuttgart (Halle 11, Stand 6211).

InnoNet-Projekt: Die Naht
Mit der Förderung von innovativen Netzwerken – InnoNet – will das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der mittelständischen Unternehmen erhöhen.Ziel des Projektes »Die Naht – Mechatronische Instrumente für die komplexe Nahtführung in der minimalinvasiven Chirurgie« ist die Entwicklung einer automatisierten Nahthilfe für den minimalinvasiven Einsatz. Projektpartner aus den Bereichen Forschung (Fraunhofer IPT und Lehrstuhl für Angewandte Medizintechnik der RWTH Aachen) und Medizintechnikhersteller (Medi-Globe, Sopro-Comeg), Hersteller medizinischer Sensorik und Messtechnik (LEA), Spezialisten für medizinisches Nahtmaterial (FEG, Ethicon) sowie Endanwender (Universitätsklinikum Aachen) arbeiten gemeinsam an der Umsetzung der Ziele.

Adrian Schütte | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/14/minimalinvasive-eingriffe-mit-dem-laser-naehen.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017
26.06.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten
26.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblick ins geschlossene Enzym

26.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Laser – World of Photonics: Offene und flexible Montageplattform für optische Systeme

26.06.2017 | Messenachrichten

Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017

26.06.2017 | Messenachrichten