Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laser statt Knochensäge im OP / Implantate hemmen Infektionen

15.11.2001


Das vom Forschungszentrum caesar optimierte C02-Lasersystem ermöglicht unter 200 µm feine Schnitte. Der hier abgebildete, mit dem neuen Lasersystem durchgeführte Knochenschnitt ist ca. 10 mm lang und hat glatte Ränder im Vergleich zur herkömmlichen Knochensäge.


Fotorealistisches 3D-Computermodell, das aus einem Hologramm rekonstruiert wurde


Das internationale Forschungszentrum caesar (center of advanced european studies and research) aus Bonn stellt vom 21.-24.11. auf der Medica in Düsseldorf neue medizinische Laserverfahren vor (Halle 14, Stand E18, Wissenschaftsregion Bonn). caesar entwickelt ein CO2-Laser­system, mit dem unter 200 µm feine Schnitte durch Knochengewebe möglich sind, sowie ein holografisches System zur dreidimensionalen Vermessung von Gesichtsprofilen. Eine weitere Forschungsgruppe präsentiert neue Implantatmaterialien, die gefährliche Fremdkörperinfektionen reduzieren und besser körperverträglich sind. Der Laserstrahl ist ein ideales Werkzeug für die computerunterstützte Chirurgie - eines der drei Schwerpunktthemen von caesar. Die Schnittführung ist frei wählbar, die Schnittbreite viel kleiner als bei der traditionellen Säge und es gibt keinen Metallabrieb, der z. B. Kernspinaufnahmen verfälscht. Bisher schei­terte der Lasereinsatz an Knochengewebe an zu großen thermischen Nebenwir­kun­gen. Das von caesar optimierte Kurzpuls-CO2- Lasersystem arbeitet in Kombi­nation mit einem Strahlscanner und feinem Luft-Wasserspray. Damit sind die thermischen Schäden jetzt weit geringer als bei konventionellen Sägen. Bei relativ niedriger Temperatur wird die Knochenflüssigkeit explosionsartig verdampft, ohne dass Knochensubstanz schmilzt oder karbonisiert. Laserschnitte von beliebiger Konfi­guration und Tiefe sind mit Hilfe des speziell entwickelten Scanverfahrens möglich. Wichtige Anwendungsgebiete werden die Orthopädie (Implantate), Neurochirurgie (Schädelöffnung) und Thoraxchirurgie (Sternum) sein.

Eine zweite Entwicklung der Arbeitsgruppe "Holografie und Lasertechnologie ist ein System zur hochauflösenden dreidimensionalen Gesichtsprofilvermes­sung. Es soll dazu dienen, z.B. in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie oder plas­tischen Chirurgie exakte 3D-Computermodelle der Patienten zu erstellen, mit deren Hilfe eine bessere Ope­rationsplanung und -prognose mög­lich ist. Das gewählte holografische Auf­nahmeprinzip und der Einsatz eines ge­pulsten Lasersystems ermöglichen die extrem kurze Belichtungszeit von 25 ns. Damit ist garantiert, dass die Bilder nicht verwackeln, wie es bei den kon­ventionellen Aufnahmemethoden vor­kommt. Es muss nur eine einzige hologra­fische Port­raitaufnahme des Patien­ten erstellt werden. Die darin gespeicherte dreidimen­sionale Oberflächenin­formation wird nach der Aufnahme mit einem Laser optisch ausgelesen und mit einer Digitalkamera schichtweise aufge­zeichnet. Aus den so gewonnenen Daten kann ein fotorealistisches 3D-Computermodell des Gesichtsprofils rekonstruiert werden.

Die Wissenschaftler kooperieren eng mit den caesar-Arbeitsgruppen "Surgical Simulation and Navigation" und "Rapid Prototyping". Ziel der Forschung sind leicht handhabbare computerunterstützte Verfahren für Chirurgen, die zukünf­tig die Qualität von Operationen verbessern helfen.

Am Messestand stellt außerdem die Arbeitsgruppe "Implantatmaterialien" ihre Ergebnisse vor. Sie entwickelt in fachübergrei­fender Vernetzung von Biomate­rialwissenschaften, Infektiologie, Immunologie und klinischer Beobachtung bio­verträgliche Werkstoffe, die Biomaterial-assoziierte Infektionen reduzieren. Die Implantate wirken als "Slow-Release-Systeme", d.h. sie geben gezielt geringe Mengen pharmazeuti­scher Substanzen ab. Kooperationspartner ist u.a. das Institut für Pharmazeutische Biologie der Universität Bonn. Erste Ergebnisse einer klinischen Pilotstudie zu antimikrobiell beschichteten Venenkathetern fallen sehr ermutigend aus. Es wurde eine Reduktion der Katheterbesiedelung um 90 Prozent erreicht - ein bisher weltweit einmaliges Ergebnis.

Ein weiteres Forschungsgebiet sind Fremdkörpermaterialien, die ohne Absto­ßungsreaktionen im umgebenden Gewebe integriert werden. Sie sollen in Zukunft beispielsweise die aseptische Hüftprothesenlockerung verringern und können damit eine längere Haltbarkeit dieser Implantate im Menschen errei­chen. Zu den besonders gefährdeten Implantaten zählen Ge­fäßprothesen, Katheter, Endoprothesen sowie das künstliche Herz.

Francis Hugenroth | Pressroom

Weitere Berichte zu: Chirurgie Implantat Laser

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Aussicht auf neue Therapie bei rheumatoider Arthritis
21.08.2018 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Weiterer Schritt im Kampf gegen Lungenkrebs
21.08.2018 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics