Elektrische Operationshilfe 19.07.2013, 15:45 Uhr

Intelligentes Messer erkennt Tumorgewebe sekundenschnell

Ein neues chirurgisches Messer erkennt während der Operation, ob der Arzt in gesundes oder krankes Gewebe schneidet. Erste klinische Studien mit dem „intelligenten Messer“ zeigen, dass es zuverlässig bei der Entfernung von Tumoren eingesetzt werden kann.

Hat das iKnife erfunden: Dr. Zoltan Takats. Foto: Imperial College

Hat das iKnife erfunden: Dr. Zoltan Takats.

Foto: Imperial College

Nein, das „iKnife“ ist nicht die neuste Erfindung aus dem Hause Apple, sondern eine Entwicklung, die Wissenschaftler am Imperial College in London jetzt im Magazinjournal „Science Translational Medicine“ vorgestellt haben. Das „intelligente Messer“ basiert auf der Technologie der Elektrochirurgie, die bereits in den 1920er Jahren erfunden wurde und heute Standard geworden ist.

Rauch steckt voller biologischer Informationen

Elektrochirurgische Messer, sogenannte Elektrokauter, arbeiten mit elektrischem Strom, der das Gewebe rasch erhitzt und es durchtrennt, ohne dabei einen großen Blutverlust zu riskieren. Das Gewebe verdampft beim Schneiden, der entstandene Rauch wird normalerweise abgesaugt. Dass dieser Rauch voller biologischer Informationen steckt, erkannte Zoltan Takats und entwickelte daraus sein „iKnife“.

Um die Informationen zu verwerten, schloss Takats, der gegenwärtig als Chemiker am Imperial College in London arbeitet, das elektrochirurgische Messer an ein Massenspektrometer an. So konnte er sehen, welche chemischen Substanzen im Rauch vorhanden waren. Weil unterschiedliche Zellarten auch unterschiedliche Stoffwechselprodukte in verschiedenen Konzentrationen erzeugen, kann das chemische Profil in einer biologischen Probe auch Informationen zum Zustand des Gewebes liefern.

In der neuen Studie benutzten die Wissenschaftler das „iKnife“, um Gewebeproben zu analysieren, die sie von 302 operierten Patienten erhalten hatten. Tausende charakteristischer Merkmale von gesundem und krebsbefallenem Gewebe wurden aufgezeichnet.

Die verschiedenen Informationen aus den Tumorproben von Gehirn, Lunge, Brust, Magen, Darm oder Leber ergaben eine Referenzliste. Beim Schnitt mit dem neuen Messer wird nun diese Referenzliste abgefragt und verglichen. Innerhalb von drei Sekunden erhält der Arzt, noch während er schneidet, das Ergebnis und weiß, ob er krankes oder gesundes Gewebe unter seinem Messer hat. Normalerweise dauert die Untersuchung einer Gewebeprobe während der OP etwa 20 Minuten.

„iKnife“ lag bei der Gewebeanalyse zu 100 Prozent richtig

In 91 Tests, die von den Wissenschaftlern bisher durchgeführt wurden, stimmte die Gewebeanalyse des „iKnife“ in allen Fällen mit der postoperativen Diagnose in herkömmlicher Methode überein.

Nun stehen weitere klinische Studien an. Die Wissenschaftler wollen herausfinden, ob die Verwendung des „iKnife“ vom Chirurgen die Heilungschancen des Patienten tatsächlich verbessert. Zoltan Takats ist optimistisch, dass das „iKnife“ bei vielen Arten von Krebsoperationen angewendet werden kann. „Durch das schnelle Ergebnis, das der Operateur erhält, kann er wesentlich akkurater arbeiten als bisher. Wir glauben, dass dies potenziell die Rückkehrrate bei Tumoren senken kann und deshalb mehr Patienten überleben werden.“

Obwohl sich die Studien zurzeit noch auf die Krebsdiagnose fokussieren, sieht Takats bereits weitere Anwendungsmöglichkeiten. Mit dem „iKnife“ könne man etwa auch Gewebe mit Durchblutungsstörungen oder die Präsenz von Bakterien erkennen, sagte der Chemiker. In weiteren Experimenten ging es außerdem um die Unterscheidung zwischen Pferde- und Rindfleisch.

 

Von Gudrun von Schoenebeck

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