Medizin: Dieser Roboter macht verstopfte Blutgefäße wieder frei

Sogenannte Gefäßverschlusskrankheiten, zu denen unter anderem Herzinfarkte, Schlaganfälle oder periphere Arterienerkrankungen in den Gliedmaßen gehören, sind unter den häufigsten Todesursachen, vor allem in Industriestaaten. Getrieben wird dies unter anderem von der Alterung der Gesellschaft und sich weiter verbreitenden Fettleibigkeit. Eine mögliche Behandlung ist es, die Arterien und Blutgefäße operativ frei zu machen. Diese Behandlungsmethoden sind für Patient:innen eine große Belastung. Aber auch operierende Chirurg:innen sind, da sie während der OP beim Führen der Instrumente auf bildgebende Verfahren angewiesen sind, mitunter einer hohen Strahlendosis ausgesetzt. Ein Forschungsteam der Hanyang University in Südkorea hat nun einen Miniaturroboter entwickelt, der solche Eingriffe obsolet machen könnte.

Roboter räumt in Blutgefßen auf

Operationen zur Befreiung von Arterien von Ablagerungen ziehen sich gerne in die Länge, wie Professor Gunhee Jang von der Hanyang University erklärt. Dies läge unter anderem daran, dass es schwierig sei, eine Läsion genau anzuvisieren, wenn das Blutgefäß eine komplexe Form hat oder völlig verstopft ist. Um diese Problematik zu lösen, hat er mit seinem Team dem Mikroroboter I-Raman (robotically assisted magnetic navigation system for endovascular intervention) entwickelt. Dieser kann durch ein äußeres Magnetfeld innerhalb des Körpers bewegt werden, was mit einem Katheter in der Nähe des Behandlungsbereichs geschieht. Über dieses Magnetfeld wird dann eine Drehbewegung ausgelöst, mit deren Hilfe der Roboter von dem Katheter gelöst wird.

Vor dem Eingriff wird aus 2D-Röntgenbildern der betroffenen Stelle eine 3D-Karte der Blutgefäße erstellt, anhand derer I-RAMAN dann autonom zum Behandlungsort navigieren und dort tätig werden kann. Er kann nicht nur Ballons aufblasen, um Blutgefäße zu erweitern, sondern auch Blutgerinnsel absaugen sowie örtlich Kontrastmittel und Medikamente verabreichen. Anschließend wird I-RAMAN vom Magnetfeld zum Katheter zurückgeführt und aus dem Körper entfernt.

Erste Tests verliefen erfolgreich

Die Forscher:innen testeten I-RAMAN vorerst an einem künstlichen Blutgefäß in einem Wassertank, was problemlos funktionierte. Anschließend folgten Tests in Oberschenkelarterien von Schweinen. „Aber während des In-vivo-Experiments in einer oberflächlichen Oberschenkelarterie des Minischweins haben wir festgestellt, dass dies eine ganz andere und schwierige Welt ist„, so Jang.

Das Team führte gemeinsam mit Kardiologen insgesamt acht Tests an Schweinen durch. Das achte Experiment verlief schließlich erfolgreich, sodass nachgewiesen werden konnte, dass die Technik auch praktisch funktioniert. Allerdings iegt auch noch einige Arbeit vor den Forscher:innen. Als erstes soll das Magnetfeld zur Navigation verstärkt werden. Dann will das Team den Roboter weiter miniaturisieren und ihn effizienter machen. Schließlich sollen klinische Versuche beim koreanischen Ministerium für Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit beantragt werden. Die Wissenschaftler:innen haben bereits ein Unternehmen gegründet, mit dem sie das I-RAMAN-System vermarkten wollen.

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