Schwer zugängliche Tumore oder Polypen der Stimmbänder besser ansteuern

Forschende haben eine flexible optische Faser entwickelt, um schwer zugängliche Tumore oder Polypen der Stimmbänder besser zu erreichen. Die Faser kann durch ein medizinisches Endoskop eingeführt und in den Larynx gelenkt werden.

Entwickelt wurde die neue Technologie von Forschenden des Worcester Polytechnic Institute (WPI) in Worcester (USA). Sie gehen davon aus, dass die optische Faser ambulante Optionen zur Laserbehandlung erweitern könnte. Die Forschenden schreiben über ihre Entwicklung und erste Tests im „Journal of Medical Devices“. Hier berichten sie, dass sie während Tests mit einem 3D-gedruckten Nachbau eines menschlichen Larynx etwa 81 Prozent der 70 Zielpunkten erreichen konnten, die ansonsten bei einer ambulanten Laserbehandlung unerreichbar wären.

Biegsam, dünn und steuerbar: Optische Faser als neues Werkzeug für Laserbehandlung der Stimmbänder

„Einige Menschen, wie Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, können möglicherweise keine Vollnarkose und konventionelle Laseroperationen für Wucherungen im Kehlkopf durchführen lassen“, erklärt Loris Fichera. Er ist außerordentlicher Professor am Department of Robotics Engineering und Leiter des Teams, das die neue Technologie für optische Fasern entwickelt hat.

Laserbehandlungen der Stimmbänder werden typischerweise durchgeführt, um kleine gutartige oder präkanzeröse Wucherungen zu entfernen. Ein ambulanter Eingriff kommt allerdings nicht für alle Patienten in Frage. „Ein verbessertes medizinisches Gerät könnte dieses Problem lösen, indem es einigen Patienten die Möglichkeit bietet, sich einer Laserbehandlung unter leichter Sedierung in ärztlichen Praxen zu unterziehen.“

Das von Ficheras Team entwickelte Gerät ist eine flexible optische Faser. Sie wird durch eine dünnwandige Nickel-Titan-Hülle mit einem Durchmesser von 1,6 Millimetern geführt. Kerben sorgen für bessere Biegsamkeit der Hülle. Diese ist dünn genug, um in ein Endoskop zu passen. Sobald sich die Hülle und die optische Faser im Endoskop befinden, können Verwender sie mit Handsteuerungen in den Larynx lenken, um Tumore oder Polypen der Stimmbänder mit Laserimpulsen zu zerstören.

3D-Druck-Modell des Larynx: 57 von 70 Zielpunkten konnten erreicht werden

Um ihr Design zu testen, bauten die Forscher mithilfe des 3D-Drucks ein anatomisch korrektes menschliche Larynx-Modell. Auf diesem markierten sie 70 Punkte, die mit nicht steuerbaren optischen Fasern nicht erreicht werden konnten. Anschließend verwendeten sie ihr steuerbares Werkzeug, um 57 (81%) dieser Zielpunkte zu erreichen.

Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das von Ficheras Team entwickelte Gerät die Optionen für ambulanten Laserbehandlungen am Larynx erweitern könnte. Trotzdem betont der Teamleiter Fichera, dass weitere Forschung und Weiterentwicklung des Geräts nötig seien. Das starre 3D-gedruckte Modell konnte die Bewegungen, die während einer Behandlung auftreten, nicht nachbilden. Außerdem müssen derzeit zwei Personen das Gerät gemeinsam bedienen. Hier gibt es noch Optimierungsbedarf.

„Ein Großteil der Grundlagenforschung ist abgeschlossen“, hebt Fichera hervor und verweist auf ein geplantes Folgeprojekt. Dann wollen Fichera und sein Team ihr Werkzeug so verbessern, dass sich die optische Faser in verschiedene Richtungen biegen und krümmen kann. Dadurch könnte mehr Zielpunkte erreicht werden, so die Hoffnung der Forschenden. „Unser letztendliches Ziel ist es, so vielen Patienten wie möglich zu helfen, indem wir die Möglichkeiten für ambulante Eingriffe erweitern“, ergänzt Fichera. (ja/BIERMANN)