Innovationen

Der Katheter wird intelligent

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Foto: picture-alliance / OKAPIA KG, Ge / Okapia

Wenn Katheter auf die Reise durch den Körper geschickt werden, sind sie nur mit Hilfe von Röntgenaufnahmen und Kontrastmitteln sichtbar. Das dauert lange und stellt für Patienten eine große Belastung dar. Ziel ist es nun, an Kathetern einen Sensor anzubringen, der außerhalb des Körpers geortet werden kann.

Axel Boese zeigt auf eine etwa daumengroße Spule in seiner Hand, die die Spitze auf einem Plastschlauch bildet. Die Apparatur gehört zu den ersten Ergebnissen einer interdisziplinären Arbeitsgruppe, die intelligente Katheter entwickelt. Die sollen in knapp fünf Jahren Medizinern bei der Untersuchung und Behandlung von Patienten helfen.

Wenn derzeit Katheter auf die Reise durch den Körper des Patienten geschickt werden, sind sie nur mit Hilfe von Röntgenaufnahmen und Kontrastmitteln sichtbar. „Wenn der Arzt sich den Weg von der Beinarterie bis ins Gehirn bahnen will, muss er an jeder Verzweigung Kontrastmittel spritzen und röntgen“, erklärt Axel Boese, der die Arbeitsgruppe leitet. Das dauert lange und stellt für den Patienten eine große Belastung dar. „Unser Ziel ist es, auf einen solchen Kunststoffschlauch einen Sensor aufzubringen, der durch einen Apparat außerhalb des Patienten geortet werden kann.“

Der Prototyp in Axel Boeses Hand ist noch viel zu groß. Geortet werden kann er aber bereits. Mit Hilfe von Spulen, die später etwa im Behandlungstisch untergebracht werden können. Vor der Untersuchung wird dann von dem Patienten eine Röntgenaufnahme angefertigt, die wie eine Landkarte verwendet wird, auf der der Sensor auf seinem Weg durch die Blutbahn des Patienten verfolgt werden kann. Dadurch werden ihm Röntgenstrahlen und Kontrastmittel erspart. „Diese Technik ist neu, und sie soll irgendwann so klein sein, dass sie auf die Katheterspitze passt. An der Uni haben wir hier eine Technologieplattform für Miniaturisierung, sie hat noch eine Menge zu tun.“

Gefäße im Gehirn weiten

Noch liefert die Katheterspitze nur zweidimensionale Bilder. Zu wenige Informationen, um sie gefahrlos durch das menschliche Kreislaufsystem zu manövrieren. „Gerade im Herzen ist es wichtig, die genaue Lage des Katheters zu erkennen“, erklärt Stefan Schimpf. „Dort gibt es scharfe Kurven. Wir wollen Marker auf dem Katheter aufbringen, die seine Lage genau und dreidimensional übermitteln.“

Auch für den Einsatz in der Magnetresonanztherapie sollen solche Katheter entwickelt werden. „Mit den Spitzen sollen Tumoren im Körper bestrahlt oder aufgeheizt werden“, erklärt Axel Boese. „Die gibt es bereits, sind aber noch nicht so leistungsfähig und unterm MRT nicht einsatzfähig.“ Eine der großen Herausforderungen dabei ist der Einsatz des richtigen Materials. Es muss für den Patienten absolut verträglich, aber trotzdem von außen sichtbar sein. Und es darf nicht magnetisch sein. Für die Katheterspitze gilt es eine Steuerung zu entwickeln, damit sie allein durch den Körper navigieren kann.

Zum Einsatz sollen die intelligenten Katheter sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie kommen. „Damit können dann zum Beispiel Gefäße im Gehirn aufgeweitet oder Aneurysmen verschlossen werden“, erklärt Axel Boese. In der Arbeitsgruppe bündeln Medizintechniker, Mikrosystemtechniker und Mediziner ihre Kräfte. Die Mediziner geben die Aufgaben vor, die Techniker setzen sie um. „Es war am Anfang erst einmal nicht leicht, eine gemeinsame Sprache zu finden“, erinnert sich Axel Boese.

„Uns fehlt das medizinische Wissen, den Medizinern die technischen Kenntnisse. Aber in unserem Team haben beide Seiten den Willen, etwas Technisches umzusetzen, und während des ersten halben Jahres haben wir uns angenähert.“ Die Interdisziplinarität bezeichnet der Techniker als größte Herausforderung, die Nähe zu forschungsinteressierten Medizinern in Magdeburg als größten Vorteil. Das ist nicht der Normalfall, weiß er. „Aber wir können hier ganz direkt auf die Ideen und Wünsche der Mediziner zurückgreifen. Wir könnten täglich neue Projekte mit Bedarf der Medizin generieren.“