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16. November 2006 © Schulphysik

Pressemitteilung caesar - center of advanced european studies and research, 16.11.
Laser statt Knochensäge im OP 
Implantate hemmen Infektionen
von Francis Hugenroth

Das internationale Forschungszentrum caesar 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 (center of advanced european studies and research). 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. Weitere Informationen zu caesar sowie Fotos finden Sie auch im Internet unter www.caesar.de/pressroom. Über ein Belegexemplar freuen wir uns! Sollten Sie Fragen haben, wenden Sie sich bitte an: Forschungszentrum caesar, Frau Francis Hugenroth Friedensplatz 16, 53111 Bonn Telefon: 0228 / 96 56-135 Fax: 0228 / 96 56-111 E-Mail: hugenroth@caesar.de Internet: www.caesar.de Zu dieser Mitteilung existieren Bilder im WWW. Siehe * http://idw-online.de/public/zeige_bild?imgid=3635 Das vom Forschungszentrum caesar optimierte C02-Lasersystem ermöglicht unter 200 µm feine Schnitte durch Knochengewebe. Länge des Schnitts: 10 mm. Foto: caesar * http://idw-online.de/public/zeige_bild?imgid=3636
Fotorealistisches 3D-Computermodell des Gesichts, das aus einem Hologramm rekonstruiert wurde. Bild: caesar
Weitere Informationen finden Sie unter:
http://www.caesar.de/pressroom
http://www.caesar.de/holographyandlasertechnology
http://www.caesar.de/implantmaterials

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