Forschende der Universität Basel haben einen signifikanten Fortschritt in der Knochenchirurgie erzielt. Ein neu entwickelter Laser kann Knochen nun deutlich tiefer schneiden als bisherige Technologien. Diese Innovation verspricht präzisere und schonendere Operationsmethoden für die Zukunft.
Wichtige Erkenntnisse
- Neuer Laser erreicht Schnitttiefe von 4,5 Zentimetern.
- Bisherige Laser waren auf 2-3 Zentimeter begrenzt.
- Die Energieverteilung des Laserstrahls wurde optimiert.
- Technologie ist noch nicht praxisreif, benötigt höhere Geschwindigkeit.
- Potential für präzisere, kontaktlose Schnitte und weniger Mikrorisse.
Revolution in der Knochenchirurgie: Tiefere Schnitte dank neuem Laser
Die Medizintechnik steht vor einer potenziellen Revolution. Ein Forschungsteam der Universität Basel hat einen Laser entwickelt, der Knochen bis zu 4,5 Zentimeter tief schneiden kann. Dies übertrifft die bisherige maximale Schnitttiefe von zwei bis drei Zentimetern deutlich.
Herkömmliche Knochenlasersysteme stiessen an ihre Grenzen, wenn es um tiefere Anwendungen ging. Dies limitierte ihren Einsatz in der Chirurgie, beispielsweise bei der Implantation von Gelenken, wo präzise und tiefe Schnitte notwendig sind.
Interessanter Fakt
Das Team um Ferda Canbaz von der Universität Basel veröffentlichte seine Ergebnisse im renommierten Fachjournal «Scientific Reports».
Wie der neue Laser funktioniert
Der Schlüssel zu diesem Durchbruch liegt nicht in einer erhöhten Laserenergie, die den Knochen verkohlen und die Heilung erschweren könnte. Stattdessen haben die Basler Forschenden die Form des Laserstrahls verändert.
Bisher nutzten Knochenlaser das sogenannte Gauss-Profil, bei dem die Energie in der Mitte des Strahls gebündelt wird. Das neue «Top-Hat»-Profil verteilt die Laserenergie hingegen gleichmässiger über die gesamte Fläche des Strahls.
«Weil die Energie dabei gleichmässiger übertragen wird, schneidet der Laser effizienter und schneller», erklärte Erstautor Mingyi Liu in einer Mitteilung der Universität.
Diese optimierte Energieübertragung ermöglicht es, tiefer in den Knochen einzudringen, ohne das Gewebe übermässig zu erhitzen oder zu beschädigen.
Vorteile präziser Laserchirurgie
Der Einsatz von Lasern in der Chirurgie bietet mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Werkzeugen wie Sägen oder Meisseln. Laser ermöglichen sehr präzise und kontaktlose Schnitte. Dies ist entscheidend, um umliegendes Gewebe zu schonen und die Genauigkeit während des Eingriffs zu erhöhen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Reduzierung des Risikos für Mikrorisse im Knochen. Solche Risse können bei mechanischen Schnitten entstehen und die Heilung beeinträchtigen oder sogar Komplikationen verursachen. Laser können diese Risiken minimieren.
Hintergrundinformationen
Die Universität Basel forscht seit Jahren intensiv an medizinischen Anwendungen von Lasern. Ziel ist es, Operationsmethoden sicherer, präziser und patientenfreundlicher zu gestalten.
Herausforderungen auf dem Weg zur Praxisreife
Trotz des beeindruckenden Fortschritts bei der Schnitttiefe ist die neue Lasermethode noch nicht bereit für den klinischen Einsatz. Die Geschwindigkeit des Abtrags stellt derzeit noch eine grosse Herausforderung dar.
Der neue Laser kann pro Sekunde etwa 0,4 Kubikmillimeter Knochen abtragen. Eine mechanische Säge hingegen schafft im gleichen Zeitraum rund 11 Kubikmillimeter. Das ist mehr als das Zwanzigfache der Laserleistung.
Für Operationen, insbesondere bei Gelenkimplantaten oder komplexeren Eingriffen, ist eine höhere Abtragsgeschwindigkeit unerlässlich. Die Forschenden arbeiten intensiv daran, sowohl die Schnitttiefe als auch die Geschwindigkeit weiter zu optimieren.
Zukunftsaussichten und weitere Forschung
Die Entdeckung aus Basel ist ein wichtiger Meilenstein. Sie zeigt das Potenzial von Lasern als Ergänzung zu oder sogar als Ersatz für herkömmliche Instrumente in der Knochenchirurgie.
Die Forschung konzentriert sich nun darauf, die Effizienz des Lasers zu steigern. Das Ziel ist es, die nötige Geschwindigkeit für den praktischen Einsatz zu erreichen, ohne dabei die Präzision oder die Schonung des Knochengewebes zu beeinträchtigen.
Wenn diese Hürden überwunden sind, könnte der Basler Laser neue Möglichkeiten in der Unfallchirurgie, Orthopädie und Zahnmedizin eröffnen. Patienten könnten von schonenderen Eingriffen und schnelleren Heilungsprozessen profitieren.
- Präzision: Geringere Schädigung von umliegendem Gewebe.
- Sterilität: Kontaktlose Methode reduziert Infektionsrisiken.
- Heilung: Weniger Mikrorisse fördern bessere Knochenheilung.
