Mit der Nadel durchs Schlüsselloch operieren

Dank des Fortschritts in der Medizintechnik arbeiten Chirurgen heute sehr präzise, schonend und effektiv – selbst in komplexen und schwer zugänglichen Teilen des menschlichen Körpers. Dabei werden die eingesetzten Geräte immer kleiner. Der Grund: Minimalinvasive Eingriffe schädigen das Gewebe weniger als klassische und die Heilung des Patienten wird beschleunigt. Da auch Chirurgen durch ein Schlüsselloch schlecht das ganze dahinter liegende Zimmer sehen können, ist es bei Operationen an Weichteilen oft erforderlich, das Arbeitsgebiet mit Magnetresonanz-Tomographie (MRT) abzubilden. Ohne Belastung durch Röntgenstrahlung kann das Operationsteam mit diesem Verfahren ständig den Fortgang überprüfen. Gleichzeitig zeigt es die Position der Organe und die der verwendeten Geräte und Hilfsmittel. Doch leider wird die MRT von allen metallischen Gegenständen im Operationsfeld gestört. Das starke Magnetfeld des Tomographen induziert in ihnen Magnetfelder, die wiederum die Empfangsspulen des Geräts beeinflussen. Das Bild am Monitor wird verzerrrt und filigrane Strukturen erscheinen verschwommen – bis hin zur Bildauslöschung. Unter diesen Bedingungen kann der Operateur seine Werkzeuge nicht richtig positionieren.

Ingenieure aus Aachen setzen statt Metallen Kunststoffe ein, die mit Kohlenstofffasern verstärkt sind. »Die erste, klinisch bereits eingesetzte Anwendung ist eine Punktionsnadel«, erklärt Sven Carsten Lange, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT. »Je nach Ausführung ist dieses zentrale Operationsgerät bis zu 20 Zentimeter lang und lediglich 1,2 Millimeter dick.« Die vorne mit einer Schneide ausgestattete Nadel enthält drei Arbeitskanäle aus hohlen Glasfasern. Eine von ihnen leitet Licht in das Operationsfeld und beleuchtet dort das zu behandelnde Gewebe. Das reflektierte Licht gelangt auf dem gleichen Weg zu einem Computer, und der Operateur sieht auf dem Monitor ein bewegtes Bild. Die Faser des zweiten Kanals leitet Laserlicht. Mit ihm kann der Chirurg Gewebe schneiden oder schweißen. Durch den dritten Kanal bringt er Spülflüssigkeiten oder Medikamente ein. So lassen sich mehrere Behandlungsschritte gleichzeitig durchführen und überwachen.

Die hohe Steifigkeit der faserverstärkten Kunststoffe, ihre hohe Bruchdehnung und ihre besondere chemische Beständigkeit gegen Medien aller Art sind ideal für den medizinischen Einsatz. Mit diesem Material legten die Forscher einen Grundstein für ganz neue chirurgische Instrumente, die sie bereits entwickeln.