Foto: Doktor Martin Wehner
Doktor Martin Wehner; © privat

Doktor Martin Wehner arbeitet am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im Bereich der Biotechnologie und Lasertherapie. COMPAMED.de sprach mit ihm über medizinische Laser, was sie heute bereits leisten und ob die Zukunft schon begonnen hat.


COMPAMED.de: Herr Wehner, Laser sind aus dem Bereich der Medizintechnik nicht mehr wegzudenken. So werden medizinische Kunststoffprodukte und Implantate durch Laser gefertigt und Operationen mit ihnen durchgeführt. Kann man heute überhaupt noch ohne Lasertechnik auskommen?

Martin Wehner: Man kann sicher noch ohne auskommen – man sollte jedoch zum Beispiel bei Augenerkrankungen, ich denke hier etwa an Brechkraftkorrekturen, nicht darauf verzichten wollen. Denn in diesen Fällen ist das lasergestützte Abtragen der Hornhaut des Auges das zurzeit einzige Verfahren, das sinnvollerweise infrage kommt. Auch bei anderen Anwendungen am Auge, von der Therapie der Netzhautablösung bis hin zur Makuladegeneration, ist der Laser das Werkzeug der Wahl. Aber tatsächlich ist der Laser im Hinblick auf die Gesamtheit aller chirurgischen Bereiche nach wie vor eine Option.

COMPAMED.de: Können Sie ein Beispiel nennen, das gerade noch am Anfang steht?

Wehner: Ein Thema, das in den letzten Jahren untersucht aber noch nicht zufriedenstellend behandelt werden konnte, ist der Hartgewebeabtrag durch Laserstrahlung. Also zum Beispiel das Abtragen von Zahnhartgewebe, zur Kariesentfernung, bis hin zur Knochenchirurgie. Zwar gab es Ansätze, das mit Lasern zu machen: Bisher konnte der Laser in diesem Bereich seine Vorteile jedoch noch nicht voll ausspielen. Denn entweder war die Bearbeitungsgeschwindigkeit des Gewebes zu gering oder das benötigte Instrumentarium insgesamt, also die Laserstrahlquelle und -führung, war relativ aufwendig im Vergleich zu mechanischen Instrumenten. Aus diesem Grund fand der Laser bislang nur schwer Eingang in den Operationssaal. Es gibt jedoch neue Entwicklungen, die auf einem guten Weg dahin sind, das zu ändern. Zum Beispiel Ultrakurzpulslaser hoher mittlerer Leistung, die hohe Abtragsraten an Hartgewebe erlauben, ohne dabei eine thermische Wirkung beziehungsweise Beeinflussung auf das Material respektive Gewebe auszuüben. Was allerdings noch gelöst werden muss, ist eine Verbesserung der Strahlführung dieser Ultrakurzpulssysteme – denn man muss von den bisher starren Gelenkarmen hinkommen zu flexiblen, fasergeführten Übertragungen der Laserstrahlung.

COMPAMED.de: Ein wichtiges Thema verschiedener Forschungsgruppen ist die Oberflächenfunktionalisierung mittels Laserstrahlung: Was kann man sich darunter vorstellen?

Wehner: Man kann mithilfe des Lasers Oberflächenstrukturen erzeugen, indem man Material abträgt, also zum Beispiel Porositäten erzeugt. Dieses Verfahren wird meist bei Implantaten angewendet, die im Knochen verwachsen sollen. Diese Oberflächen beeinflussen aber auch das Zellwachstum des Gewebes. Daher gibt es weiterführende Forschungsarbeiten, um die Oberflächen so zu strukturieren, dass sie möglichst gut von Zellen besiedelt werden können. Eine weitere Methode in diesem Bereich ist das Auftragen von Material durch den Laser, das besonders körperverträglich ist. In diesen verschiedenen Arbeitsgebieten tut sich derzeit sehr viel. Diese Forschungen sind vor allem interessant für das Tissue Engineering, ein Verfahren zur Nachzüchtung von Körpergewebe im Labor, um damit Gewebs- oder Organersatz zu ermöglichen. Gerade hier bewährt sich die Lasertechnik sehr, indem zum Beispiel bestimmte geometrische Strukturen für die Stützgerüste des Gewebes geschaffen werden.

 
 
Foto: Barcode
Auch beim Einkaufen treffen wir auf Lasertechnik; © djayo/SXC
 
 

COMPAMED.de: Laser kennt man in der Medizin hauptsächlich zum Verdampfen von Gewebe. Er soll jedoch auch Gewebe zusammenkleben können. Ist das bereits Realität?

Wehner: Es könnte bald Realität werden. Es gibt schon seit vielen Jahren Arbeiten zum Gewebeschweißen oder -kleben, womit die Erwärmung des Gewebes gemeint ist, sodass Proteine denaturieren und dadurch, ähnlich einem Kleber, aushärten. Bisher haben die Ergebnisse jedoch daran gekrankt, dass es von der Handhabung sehr schwierig war, auf die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen einzugehen. Denn jede Situation und jedes Gewebe ist etwas anders. Demzufolge müssen auch die Laserstrahlparameter an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Aber das Prozessfenster – also der Bereich, in dem die Laserstrahlung wirksam ist, aber noch keinen thermischen Schaden für das Gewebe verursacht – ist sehr eng. Die Schwierigkeit ist also, das Prozessfenster in der Praxis zu treffen. Dies ist auch ein Forschungspunkt, an dem wir gerade arbeiten. Denn für diese Laserverfahren werden Temperaturmesseinrichtungen oder auch optische Messeinrichtungen zur Bestimmung der Morphologie des Gewebes benötigt, um mehr Informationen über den Prozess zu sammeln und eine Regelung aufzubauen. Nur dann ist es möglich mit dem Laserstrahl, ähnlich anderen Werkzeugen der Chirurgie, zu arbeiten, ohne dass zu viele Unbekannte eine Rolle spielen.

COMPAMED.de: Der Laser feierte kürzlich seinen 50. Geburtstag. Was können wir in den nächsten Jahren noch von der Lasertechnik erwarten?

Wehner: Es wird einen verstärkten Einsatz von Lasern im medizinischen Bereich geben. Besonders bei den endoskopischen, minimalinvasiven Verfahren. Denn der Laser hat den Vorteil, dass er über dünne Lichtleiter geführt werden kann, genauso wie die Beobachtungssysteme mit denen der Chirurg über Kamerasysteme beobachtet, was er im Körper tut. Wenn es jetzt noch gelingt, die medizinischen Standardprozesse – zum Beispiel thermische Koagulation, also das Stillen von Blutungen im Körper, und das Schneiden von Gewebe – soweit zu verbessern, dass eine sichere Handhabung des Lasers durch die Chirurgen möglich wird, werden wir in diesem Bereich sicherlich noch viele neue Wege beschreiten.

Das Interview führte Simone Ernst.
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