Chirurgische Instrumente, die sich selbst falten

Ein Kamel geht nicht durch ein Nadelöhr. Doch Forscher der ETH Zürich haben nun etwas erreicht, das dem – bildlich gesprochen – recht nahe kommt. Sie entwickelten einen neuen Ansatz für minimalinvasive Operationsgeräte, dank welchem grosse Objekte durch einen engen Katheter in den Körper gebracht werden können.

Das funktioniert folgendermassen: Die Forscher zerlegen solche Geräte in einzelne Teile und schieben sie dann wie auf einer Perlenkette aufgereiht durch den Katheter. Am Katheterende setzen sich die Teile dank eingebauten Magneten zu einer vordefinierten Form von allein zusammen.

In der Forschung des Teams um den ETH-Doktoranden Hongri Gu, der heute als Postdoc an der Universität Konstanz tätig ist, ging es primär darum, die vielfältigen Möglichkeiten des neuen Ansatzes aufzuzeigen. Auf verhältnismässig einfache Weise und mittels 3D-Druck konstruierten die Wissenschaftler auch einen Endoskop-Greifarm. Ausserdem zeigten sie, dass es mit dem neuen Ansatz möglich ist, einen aus drei Teilen bestehenden Endoskop-Kopf zusammenzusetzen.

Die Forscher kombinierten für Ihre Geräte-Prototypen weiche, elastische mit starren Segmenten, in welche die winzigen Magnete eingearbeitet sind. Diese Konstruktionsweise ermöglicht es auch, mit einem Endoskop-Kopf Bewegungen mit sehr engen Radien und Winkeln zu vollführen, wie es mit heutigen Endoskopen nicht möglich ist. Diese erhöhte Beweglichkeit erweitert die Möglichkeiten bei der Konstruktion von Geräten für die minimalinvasive Chirurgie bei Organen wie dem Darm oder dem Magen. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Demonstrationsstudie in der Fachzeitschrift externe Seite Nature Communications.