Montag, April 15, 2024

Neue Chancen für die Chirurgie

Mit Hand, Herz und Hightech: neue Chancen für die Chirurgie durch Roboter, 3-D-Drucker und künstliche Organe – Statement von Prof. Dr. Dr. h.c. Norbert Senninger.

 

Als in den Zwanzigerjahren des letzten Jahrhunderts der Heidelberger Ordinarius Enderlen auf einem Chirurgenkongress die Meinung vertrat, dass der Entwicklungsgrad der Chirurgie eine Höhe erreicht habe, die nicht mehr weiter gesteigert werden könne, lag er völlig falsch. Die technische Entwicklung in der Chirurgie nahm ein rasantes Tempo an. Sie ist ein Spiegelbild anderer dramatischer Entwicklungen: Die Flugversuche Otto Lilienthals und der Gebrüder Wright sind keine hundert Jahre zurückliegend. Wir alle sind Zeitzeugen der Computertechnologie und Mobiltelefonie. Die Wunder von damals sind heute Routine, Quantensprünge werden Alltag, auch in der Chirurgie.

„Hightech“ spielt auf dem diesjährigen Chirurgenkongress eine große Rolle. Die technischen Möglichkeiten zu Diagnostik und Therapie eröffnen Dimensionen, die an futuristische Träumereien zu grenzen scheinen. Dichtung und Wahrheit – was ist wirklich „dran“ an Robotern, 3-D-Druckern und künstlichen Organen?

Der chirurgische Roboter

Roboter sind heute vielfach in industriellem Einsatz, zum Beispiel Automobilbau, Raumfahrt und Bergbau. Sie können programmiert werden und besitzen eine gewisse Selbstständigkeit. Die Filmindustrie suggeriert hierbei sogar ein gewisses Seelenleben. Also Roboter als Chirurg? Hier muss zunächst ein Missverständnis beseitigt werden: Der Begriff „Roboter“, obwohl gerne gepflegt, ist falsch. Es handelt sich um Telemanipulatoren, die einem (laparoskopisch) tätigen Chirurgen als Hilfsmittel dienen, nicht mehr und nicht weniger. Sie bieten Vorteile bei beengten operativen Verhältnissen und in anatomisch komplizierter Umgebung, führen aber keine selbstständigen Aktionen durch. Der Operateur ist und bleibt (zumindest noch derzeit) ausschließlich der laparoskopisch ausgebildete Chirurg. Der „Roboter“ entlastet aber, zeigt keine Ermüdungserscheinungen und kann das Operationsfeld mit gemerkten Grundeinstellungen optimal und dauerhaft exponieren.

Schrittmacher im Einsatz im viszeralen Gebiet waren die Urologen mit der Prostatektomie. Inzwischen lassen sich hier für einen Teil der Patienten evidenzbasiert Vorteile für die robotergestützte Chirurgie erkennen. Die Viszeralchirurgie tat sich hier bisher schwer. Zum einen gibt es kaum Operationen, die nicht auch konventionell laparoskopisch mit hoher Sicherheit durchgeführt werden können, zum anderen sind Anschaffungs- und Betriebskosten ein ökonomisches Problem für die meisten Kliniken.

Inzwischen zeigen sich aber Bereiche, in denen die robotergestützte laparoskopische Chirurgie auch in unserem Fachgebiet Vorteile für den Patienten und – bei genügender Auslastung – auch für die jeweilige Klinik bringen kann: beim thorakalen Part der Speiseröhrenresektion und bei tiefen Rektumresektionen. Insbesondere bei thorakalen Eingriffen kann ohne Kollaps der Lunge operiert werden, die Nervenschonung bei rektalen Eingriffen gelingt mit höherer Sicherheit. Die von versierten Kollegen auch beim jetzigen Chirurgenkongress vorgestellten Daten und Videos sind beeindruckend. Sollten sich die sich abzeichnenden Vorteile in der Breite realisieren lassen, wird bald in jedem Klinikum der Maximalversorgung ein „Roboter“ stehen (müssen).

3-D-Drucker

Auch hier muss eine falsche Vorstellung gleich am Anfang korrigiert werden: Es handelt sich nicht um herkömmliche, mit Tinte arbeitende Drucker! Es handelt sich um computergesteuerte „assembly lines“, die nach einem dreidimensionalen Plan aus unterschiedlichen Materialien ein dreidimensionales Gebilde schaffen. Erstaunlicherweise hat diese Technik relativ schnell Eingang in die Chirurgie erhalten, ja, manche Kliniken machen unverblümt Werbung mit dieser Technik im Sinne der individualisierten oder personalisierten Chirurgie.

Einsatz findet dieses Konstruktionsverfahren in der Chirurgie inzwischen in der Implantatforschung und darauf aufbauenden chirurgischen Disziplinen (Gefäßprothesen, Herzklappen, Stents, Gelenkprothesen, Knorpelersatz und so weiter). Am weitesten fortgeschritten ist die Technik bei unbelebtem Material wie Metall oder Kunststoffe. Es ist bislang noch nicht gelungen, ein funktionierendes, mit vielen unterschiedlichen Funktionen ausgestattetes Organ „zu drucken“. Der „proof of principle“ ist aber bereits erbracht: In Zellkultur und mit zellulärem lebendem Material lassen sich in der Tat komplex zusammengestellte zelluläre Strukturen anfertigen, die – zumindest eine gewisse Zeit – am Leben erhalten werden können. Die Forschungsrichtung des Tissue Engineering, in der sich auch viele Chirurgen engagieren, wird hier mit hoher Wahrscheinlichkeit klinisch anwendbare Konzepte erreichen können.

Künstliche Organe

Die wahrscheinlich spektakulärsten Entwicklungsmöglichkeiten, die die Chirurgie der Zukunft beeinflussen werden, ergeben sich aus der Kombination der oben genannten Techniken mit den Fortschritten in der Stammzellenforschung. In einem richtungsweisenden Festvortrag wird der renommierte deutsche Stammzellenforscher, Herr Professor Dr. Hans Schöler, Direktor des Max-Planck-Instituts Münster, den derzeitigen Forschungsstand darstellen.

Es dreht sich zunächst um Modellsysteme. Diese sind nach Aussage von Schöler zunächst Antreiber biologischer und biomedizinischer Forschung. Trotz vieler Tiermodelle fehlen aber meistens geeignete humane Modellsysteme, um menschliche Krankheiten zu verstehen, Erfolg oder Misserfolg bestimmter Therapien abschätzen zu können und eventuell prophylaktische Operationen zu indizieren. Der Ansatz der Stammzellenforscher ist hierbei bei aller Komplexität verblüffend: Es ist gelungen, unter geeigneten Kulturbedingungen aus Stammzellen organähnliche Mikrostrukturen zu bilden, sogenannte Organoide oder Organknospen. Diese sind einige Millimeter groß und dienen bisher im Wesentlichen der Erforschung von Krankheiten und Medikamenteneffekten.

Das chirurgisch Interessante ist jetzt aber, dass sich diese Organoide im Tierversuch implantieren beziehungsweise transplantieren lassen und über längere Zeit verloren gegangene Organfunktionen wiederherstellen können. Hier eröffnet sich eine (zukünftige!) Option für die Transplantationschirurgie: Vorstellbar sind nicht nur Transplantationen von Tausenden von künstlich hergestellten Organknospen, vergleichbar der bereits etablierten Zelltransplantation, sondern – eventuell mit 3-DTechnik zusammengesetzte – differenzierte Organe aus unterschiedlichen, einander ergänzenden Zelltypen, vergleichbar dem Schmücken eines Weihnachtsbaumes: zuerst Stamm mit Ästen (das Grundgerüst), dann die Kugeln (die aktiven Parenchymzellen), zuletzt die Einsprossung von Gefäßen (die elektrische Beleuchtung).

Wie steht es mit der Verwirklichung? Es gibt inzwischen im Experiment Mini-Darm, Mini-Magen, Mini-Brustgewebe, Mini-Prostata, sogar Mini-Gehirnknospen. Herr Professor Schöler wird uns diese faszinierende Entwicklung vorstellen. Es ist zwar erkennbar, dass diese Entwicklung die herkömmliche Organtransplantation auf absehbare Zeit nicht wird ersetzen können. Aber: Was sind schon hundert Jahre!?

Ausblick

Was hat das aber mit Chirurgie zu tun? Sicher wenig mit der alltäglichen operativen chirurgischen Tätigkeit. Möglicherweise alles beim Blick in die Zukunft. Die Chirurgen sind prädestiniert, mit technologisch orientierten Vordenkern eng zu kooperieren. Bei aller Hightech darf aber nicht vergessen werden: Die chirurgischen Ureigenschaften beruhen auf Zuwendung und technischer Fähigkeit, also Herz und Hand, Vertrauen und Patientensicherheit, gültig gestern, heute und morgen. Und trotzdem: „Think big!“ Die Erde ist eben doch keine Scheibe!

senninger

Professor Dr. med. Dr. h.c. Norbert Senninger, Kongresspräsident der Deutschen Gesellschaft für Allgemein- und Viszeralchirurgie (DGAV);

Direktor der Klinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie, Universitätsklinikum Münster 

anlässlich der Vorab-Pressekonferenz zum 133. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie Mittwoch, 20. April 2016, 11.30 bis 12.30 Uhr, Berlin

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