Neuer Laser schneidet Knochen tiefer als bisher

Chirurgische Laser konnten Knochen bisher nur oberflächlich schneiden. Mit einer anderen Energieverteilung im Laserstrahl erreichen Forschende deutlich tiefere Schnitte als zuvor.

Basel. Laser schneiden kontaktlos und präzise – ideale Voraussetzungen für die Chirurgie. Das Problem: Bei harten Geweben sind sie zu langsam und schneiden nicht tief genug. So waren bei Knochen bisher nur Schnitte bis zu einer Tiefe von zwei bis drei Zentimetern möglich, was beispielsweise für Gelenkimplantate nicht ausreicht.

Dem Forschungsteam um Dr. Ferda Canbaz vom Department of Biomedical Engineering der Universität Basel ist es nun gelungen, Schnitte bis in eine Tiefe von 4,4 Zentimetern durchzuführen. Durch die Verwendung eines anderen Profils im Laser wird die Energie im Strahl anders verteilt und das Knochenmaterial kann effizienter abgetragen werden.

«Die Energie des Laserstrahls zu erhöhen, wäre keine gute Lösung. Der Knochen könnte verkohlen und schlechter heilen», erklärt Ferda Canbaz. «Deshalb haben wir stattdessen die Form des Lasers verändert oder – besser gesagt – sein Profil.» Beim bisher verwendeten Gauß-Profil ist die Intensität in der Mitte des Strahls am höchsten und fällt zu den Rändern ab. Das neue Top-Hat-Profil hingegen verteilt die Intensität gleichmässig über den ganzen Durchmesser des Strahls.

Das Team testete die beiden Laser-Profile an Rinderknochen. Der Knochen wurde dabei mit Druckluft und Wasser gereinigt und gekühlt, um Hitzeschäden zu vermeiden. Die Versuche zeigten: Während der Laser mit dem üblichen Gauß-Profil nur etwa 2,6 Zentimeter tief schnitt, erreichte derjenige mit dem neuen Top-Hat-Profil 4,4 Zentimeter. «In weiteren Schritten müssen wir untersuchen, wie wir das System an die komplexere Situation im Körper anpassen können. Dann geht es auch darum, umliegendes Gewebe zu schonen», erklärt Canbaz. (tab)

Quelle: Universität Basel

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