Durchbruch in der Knochenchirurgie

Säge, Meissel und Bohrer dominieren nach wie vor die Knochenchirurgie. In Zukunft könnten chirurgische Laser diese Werkzeuge ersetzen. Sie arbeiten kontaktlos, minimieren das Risiko von Mikrorissen und ermöglichen massgeschneiderte Schnitte für 3D-gedruckte Implantate. Das Problem bisher: Bei harten Geweben waren Schnitte auf 2 bis 3 Zentimeter Tiefe limitiert – zu wenig für den klinischen Einsatz, da die Energie in der Tiefe verpuffte.

Einem Team um Dr. Ferda Canbaz vom Department of Biomedical Engineering ist nun ein entscheidender Fortschritt gelungen. Im Fachjournal «Scientific Reports» berichten sie, dass sie die Schnitttiefe auf rekordverdächtige 4,4 Zentimeter steigern konnten.

Der Schlüssel liegt nicht in einer riskanten Erhöhung der Energie, was den Knochen verkohlen liesse, sondern in der Form des Laserstrahls. Statt des herkömmlichen, punktfokussierten Strahls nutzen die Forschenden ein sogenanntes «Top-Hat»-Profil (Zylinderhut). Dieses verteilt die Energie gleichmässig über die gesamte Fläche. Dadurch bleibt der Laser auch in der Tiefe hochwirksam und trägt Knochenmaterial deutlich effizienter und schneller ab.

Philanthropie als Treiber der Innovation

Dieser Meilenstein der translationalen Medizin veranschaulicht, wie akademische Spitzenforschung durch philanthropische Förderung Realität wird. Die Arbeiten des Basler Forschungsteams sind zentraler Teil des Grossprojekts MIRACLE^II, das innovative Technologien für die Knochenchirurgie entwickelt und massgeblich von der Werner Siemens-Stiftung finanziert wird. Dank dieser starken Anschubfinanzierung konnten die ersten entscheidenden Schritte eingeleitet werden, um das System nun für das Innosuisse-Projekt «Laser-Blade», eine Kooperation mit dem Medizintechnikunternehmen Smith&Nephew, vorzubereiten.

Ihre Unterstützung für die Medizin von morgen

Noch ist der Laser im Abtrag langsamer als eine mechanische Säge, doch die erforderliche Tiefe ist greifbar. Um das System nun an die komplexe Situation im lebenden Körper anzupassen und den Schutz des umliegenden Gewebes zu perfektionieren, bleibt das Projekt auf starke philanthropische Partner angewiesen.