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Mini-Roboter repariert Blutgefäße direkt im Körper
Forschende in Korea konnten dank Mini-Roboters neue Methoden zur Operation von Blutgefäßen demonstrieren. Versuche bei Schweinen waren erfolgreich.
Alle Blutgefäße eines Menschen, darunter Venen, Arterien und Kapillaren, sind zusammen rund 100.000 Kilometer lang. Sie sorgen dafür, dass unsere Organe und das Gewebe ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Wenn die Blutgefäße durch Krankheiten oder andere Einflüsse in ihrer Funktion eingeschränkt sind, braucht es oft eine Operation. Diese sind oft komplex und zeitaufwendig. Forschende in Korea wollen dies nun ändern.
Die Wissenschaftler der Hanyang-Universität in Seoul haben den Prozess vereinfacht und bauten dafür einen mikroskopisch kleinen Operations-Roboter, berichtet das Institut für Elektrotechnik in den USA. Dieser soll verschiedene Aufgaben während der Operation übernehmen – und das mitten in den Blutgefäßen. Gesteuert wird er durch Magnete und mehrere Echtzeit-Röntgenbilder.
Experiment an Schweinen erfolgreich
So funktioniert es: Die Chirurgen führen den Mini-Roboter per Katheter ein. Danach wird er mittels Software gesteuert, die mehrere Röntgenbilder der zu operierenden Stelle zu einer 3D-Karte zusammenführt. Der magnetische Roboter kann die Karte nutzen, um sich autonom seinen Weg durch potenziell geschädigtes Gewebe zu bahnen. Am Ziel angekommen, kann er Verengungen freimachen, Blutgerinnsel absaugen oder lokal Kontrastmittel sowie Medikamente verabreichen.
Die ersten Tests wurden an einem künstlichen Blutgefäß, das in einem Wassertank schwimmt, durchgeführt. Danach testete das Forschungsteam den Mini-Roboter an den Oberschenkel-Arterien eines Schweins unter Narkose. "Im Vergleich zum künstlichen Experiment war die OP an einem Lebewesen um einiges komplizierter", so Studienleiter Gunhee Jang.
Innerhalb eines Jahres haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammen mit Kardiologen acht Operationen an Schweinen durchgeführt. Die letzten Tests waren erfolgreich und beweisen für die Forschenden, dass die Technik in der Praxis anwendbar ist. Man werde nun den Mini-Roboter weiter verbessern und klinische Tests an Menschen anstreben.
Blutgefäße – ein komplexes System
Gefäßerkrankungen können tödliche Folgen nach sich ziehen. Bei Verschlüssen können diese Schlaganfälle im Gehirn, Herzinfarkte oder Arterien-Erkrankungen in den Gliedmaßen auslösen. Operationen an den Blutgefäßen gelten in der Medizin als heikles Unterfangen. "Die OP dauert mehrere Stunden und es ist sehr schwierig, eine Gewebeschädigung anzuvisieren, wenn das Gefäß eine komplexe Form hat oder blockiert ist", so der Studienleiter Gunhee Jang. Aus diesem Grund suche die Medizin immer wieder nach technologisch neuen Möglichkeiten, die Prozedur zu vereinfachen.
Dass ein Roboter bei einer Operation hilft, ist kein Novum. Auch in der Schweiz gibt es bereits fortschrittliche Forschungsergebnisse zu diesem Thema. An der Universität Basel arbeiten Professoren derzeit an Medizinrobotern, die als Werkzeuge für Chirurgen dienen sollen. Sie sollen mit Laser Knochen schneiden können. Ihre Funktion ist unterstützend, statt ersetzend. Es wird aber noch einige Jahre dauern, bis der Roboter marktreif ist.
Die koreanische Studie wurde im Fachjournal "IEEE Robotics and Automation Letters" veröffentlicht.
