Heilung mit Laserwärme

Das Versprechen medizinischer Laser geht über saubere Schnitte und Augenoperationen hinaus: Viele glauben, dass Laser nicht nur zum Erstellen von Wunden, sondern auch zur Wundheilung eingesetzt werden sollten. Abraham Katzir , ein Physiker an der Universität Tel Aviv, verfügt über ein System, das möglicherweise ausreicht und sich in seinen ersten Versuchen am Menschen als erfolgreich erweist.

Heilstrahl: Bei einer an der Gallenblase operierten Patientin wurden zwei Schnitte mit der klassischen Nahttechnik und zwei mit Laserlöten verheilt. Nach 30 Tagen erschienen die lasergeklebten Narben (unten) kleiner als die mit Nadel und Faden (oben).

Grundsätzlich bietet die lasergebundene Einheilung einige Vorteile gegenüber der klassischen Nadel-Faden-Naht, darunter eine schnellere Heilung, ein geringeres Infektionsrisiko und weniger Narbenbildung. Forscher arbeiten seit mehr als einem Jahrzehnt an fleischverschweißenden Lasern, und eine Reihe von Versuchen am Menschen haben sich als vielversprechend erwiesen. Was aber bisher fehlte, war Konsequenz. Fleisch, Blutgefäße und Nerven sind empfindliche Gewebe, die leicht – mangels eines besseren Wortes – verkocht werden können.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelten Katzir und seine Kollegen ein laserbasiertes System mit einer Rückkopplungsschleife, die eine Überhitzung verhindert. Zunächst mussten sie die optimale Temperatur ermitteln, bei der das Fleisch schmilzt, aber noch heilen kann (ca. 65 Grad Celsius). Dann entwickelte die Gruppe ein stiftgroßes Werkzeug, das optische Fasern enthält: eines, das einen mit Kohlendioxid betriebenen Infrarotlaser punktgenau auf die Wunde leitet, und ein anderes, das vom Stift zu einem Infrarotsensor führt, der die Temperatur misst und dafür sorgt. die wärme bleibt im idealen bereich zwischen 60 und 70 grad. Alles, was ein Chirurg tun muss, ist, die Spitze des Stiftes entlang des Schnitts zu bewegen und die Schweißnaht mit einem Lot aus wasserlöslichem Protein zu verstärken und zu versiegeln.

Während viele Wissenschaftler mit lasergeklebter Heilung experimentiert haben, haben sich die meisten auf visuelles Feedback verlassen, um sicherzustellen, dass sie die Wunde nicht über- oder unterhitzen. Zu wenig Wärme führt zu einer unverschlossenen Wunde, während zu viel Wärme eine zunächst fest erscheinende Verbindung bewirkt, die sich jedoch beim Absterben des Gewebes auflöst. Unser Vorteil ist, dass wir optische Fasern entwickelt haben – wir sind einer der ganz, ganz wenigen Konzerne weltweit, die über optische Fasern verfügen, die IR-Strahlung übertragen, sagt Katzir. Wir messen das vom Fleck emittierte Infrarot und können die Temperatur genau kennen.

Bis vor kurzem arbeiteten die Forscher daran, ihre Technik an Schweinen zu perfektionieren, deren Haut der eines Menschen am ähnlichsten ist. Diese Studien zeigten, dass ihre Methode solide war: Die lasergeheilten Wunden waren genauso stark, wurden schneller repariert und führten zu weniger Entzündungen und Infektionen als normale Nähte, da ein zugeschweißter Schnitt Bakterien besser fernhält.

Jetzt hat die Gruppe ihre erste klinische Studie an menschlichen Patienten abgeschlossen. Zehn Probanden wurden zur Entfernung der Gallenblase laparoskopisch operiert: Jeder Patient hatte vier kleine Schnitte, von denen zwei mit Nähten und zwei mit Katzirs Lasertechnik verschlossen wurden.

Es schien, dass die lasergeklebten Schnitte schneller verheilten und besser aussahen, sagt er. Die Forscher warten 12 Monate nach der Operation auf die Leistung der beiden Verschlussarten, bevor sie ihre Ergebnisse veröffentlichen, aber Katzir ist optimistisch und plant bereits die nächste Studie, diesmal an Hernienpatienten.

Es ist ein fabelhafter Prozess mit unbestreitbaren biologischen Vorteilen, sagt Michael Leckerbissen , Chirurg am New York Presbyterian Hospital und außerordentlicher Professor am Columbia University Medical Center. Aber anstatt Nadel und Faden eines Chirurgen durch Laser zu ersetzen, glaubt er, dass diese Technologie besser in Robotersystemen eingesetzt werden könnte, bei denen ein gesamter Eingriff automatisiert wird.

Es ist für ein mechanisches System mühsam, Nähte zu platzieren, aber ein Laserstrahl ist etwas, das ein Computer leicht kontrollieren könnte, sagt Treat, der an einigen der bahnbrechenden Arbeiten auf diesem Gebiet beteiligt war. Ein weiteres Verfahren, das von Laserbonding profitieren könnte, ist die Nervenreparatur, bei der Nähte leicht zu viele Narben hinterlassen können und eine schnelle, ultrafeine Kontrolle unerlässlich ist.

Einer von Katzirs Konkurrenten, Irene Kochevar , ist Professorin für Dermatologie am Massachusetts General Hospital und arbeitet an ihrer eigenen Version des Laserschweißens, die jedoch Licht statt Wärme nutzt. Wenn ich vorhersagen müsste, würde ich sagen, dass seine und unsere Technologie zu weniger Narbenbildung führen, sagt sie. Er hat den thermischen Ansatz zum höchsten Grad an Raffinesse von jedem in diesem Bereich getragen.

Katzir denkt bereits über die nächste klinische Studie hinaus und sieht seine Methode für ein breites Anwendungsspektrum: Von heiklen Operationen an Blutgefäßen bis hin zu Eingriffen wie Hornhauttransplantationen, bei denen Nähte unglaubliche Beschwerden und Entzündungen verursachen können und bleiben müssen Platz für ein Jahr oder länger.

Es ist nicht nur ein Ersatz für das, was Chirurgen heute gut machen, sagt er, sondern es wird Chirurgen ein besseres Werkzeug an die Hand geben, um in Zukunft bessere Operationen durchzuführen.

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