ArchivDeutsches Ärzteblatt11/2000Mikrosystemtechnik: Miniaturisierung schreitet weiter voran

VARIA: Technik für den Arzt

Mikrosystemtechnik: Miniaturisierung schreitet weiter voran

Dtsch Arztebl 2000; 97(11): A-717 / B-582 / C-548

Müllges, Kay

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LNSLNS Auch künftig wird die Bundesregierung Projekte im Bereich Mikrosystemtechnik mit jährlich 100 Millionen Mark fördern", erklärte Bundesbildungsministerin Edelgard Bulmahn jetzt auf einem Kongress in Bonn. Die begleitende Fachausstellung zeigte, dass die Mikrosystemtechnik in der Medizin nicht mehr nur eingesetzt wird, um Herzschrittmacher anzutreiben. Vielmehr verdeutlichten die präsentierten Produkte den hohen Stand der Mikrosystemtechnik in Deutschland.
Am Forschungszentrum Karlsruhe wurden winzige Mikrozangen und Mikroscheren für Operationen am Gehirn entwickelt. Der Außendurchmesser der aus einer speziellen Nickel-Titan-Legierung gefertigten Instrumente beträgt 0,6 Millimeter. Neben dem Form-Gedächtnis-Effekt bietet diese Legierung den wichtigen Vorteil, dass sie sehr biegsam ist. "Man kann so elastische Gelenke in die Instrumente einbauen und sie sehr schlank gestalten", erläutert Michael Fritz vom Forschungszentrum Karlsruhe.
Bald serienreif
Die Mini-Instrumente können nicht nur greifen und schneiden, auch Laserfasern lassen sich mit ihnen an den Operationsort bringen, Biopsieproben können entnommen werden, und an der Entwicklung eines miniaturisierten Skalpells wird zur Zeit gearbeitet. Das System wird gemeinsam mit der Aeskulap AG in die Serienfertigung überführt. "In Zukunft werden wir solche Mikroinstrumente auch in der Urologie oder der Gynäkolo-gie einsetzen können", ist sich Michael Fritz sicher.
Einem der schwierigsten Probleme in der endoskopischen Chirurgie versucht eine Entwicklung der Universität Tübingen beizukommen. Der menschliche Tastsinn ist in der offenen Chirurgie von großer Bedeutung, um beispielsweise Gewebeveränderungen erkennen zu können. Ein speziell entwickeltes Mikrosystem könnte dem Operateur jetzt auch bei endoskopischen Eingriffen das Fühlen ermöglichen. Ausgehend von einer Entwicklung aus der Automobilindustrie, haben die Tübinger Forscher einen multifunktionalen Druck-Sensor-Array entwickelt, der so winzig ist, dass er nicht nur über einen Trocar eingeführt werden kann, sondern nur die Hälfte des Platzes im Maulteil einnimmt. Insgesamt drei verschiedene Sensoren sind in diesem Gerät untergebracht. Ein Pulssensor misst Druckschwankungen und kann so anhand der Pulsation, die eine Arterie hervorruft, deren genaue Lage feststellen, sie versorgen und anschließend, bei Bedarf, durchtrennen. Mit Hilfe einer Zeile von acht Tastsensoren lassen sich Gewebeverhärtungen feststellen, die ein Indiz für krankhafte Veränderungen des Gewebes sein können. Eine dritte Gruppe von Sensoren misst die Gewebeverhärtungen auf eine spezielle Art und Weise, wie Wolfgang Kunert von der Universität Tübingen erläutert: "Dabei versetzen wir das Gewebe in Schwingung und messen die Eigenresonanz. So können wir beispielsweise hartes Knochen- von eher weichem Knorpelgewebe unterscheiden oder Metastasen auch dort aufspüren, wo sie von Muskelgewebe verdeckt sind."
Mit Tastsinn
In den Handgriff des endoskopischen Instrumentes ist ein taktiler Aktor integriert, mit dem sich die Gewebehärte simulieren lässt, sodass der Chirurg wieder ein Tastgefühl für seine Arbeit bekommt.
Die Sensoren wurden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für biomedizinische Technik in St. Ingbert entwickelt. Auch hier scheint eine baldige Einführung in die Serienfertigung nicht unwahrscheinlich. Kay Müllges


REM-Aufnahme einer Mikrofasszange, die gerade ein Haar greift

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