Der Faden als Fügepartner

Operationen im Bauchraum werden immer häufiger minimal-invasiv durchgeführt. Das ist schonender für den Patienten, allerdings fordern die minimal-invasiven Eingriffe Ärzte besonders heraus. Vor allem das Nähen – also das Verbinden von Gewebe mithilfe von Nadel und Faden – verlangt großes Geschick und Fingerspitzengefühl.

Das Durchstechen des Gewebes und das Knüpfen von Knoten gestalten sich oftmals schwierig. Sschließlich müssen die Ärzte auf engstem Raum mit eingeschränkter Bewegungsfreiheit operieren. Anders als beim Nähen von Textilien muss nach jedem Stich ein Knoten gesetzt werden – ein aufwendiger Vorgang, der den Patienten belastet, und bei dem eine Reihe von Komplikationen auftreten können: Ist die Naht zu stark gespannt, können die Fäden ins Gewebe einschneiden und Gefäße abschnüren. Ist die Naht hingegen zu locker gespannt, kann es zu Blutungen an den Wundrändern kommen.

Bislang hängt das korrekte Einstellen der Nahtspannung von der Erfahrung des Operateurs ab. Den optimalen Wert muss er bei jeder Operation subjektiv einschätzen.

Künftig soll ein minimal-invasives Nähinstrument das Nähen vereinfachen. Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen haben es im InnoNet-Projekt „Die Naht“ entwickelt. In einem neuen, halbautomatisierten Verfahren ermöglicht das Nähinstrument dem Chirurgen, die Fäden mit vorher definierter Fadenspannung zu verbinden. Das soll den Nähprozess verkürzen und die Wundheilung beschleunigen. „Mit unserem neuen Gerät lassen sich die Geweberänder schnell und sicher verbinden, da es automatisch für die optimale Nahtspannung sorgt. Der Chirurg muss sich nicht mehr darum kümmern. Künftig entfällt auch das mühselige Verknoten der Fadenenden, diese werden einfach per Laser verschweißt“, erklärt Adrian Schütte, Wissenschaftler am IPT.

Die Verfahrensidee basiert auf dem Prozess des Laserschweißens von Kunststoffen. Dabei werden zwei thermoplastische Fügepartner per Laserenergie aufgeschmolzen und miteinander verbunden. „In unserem Fall ist der Faden einer der beiden Fügepartner, der andere ist die Hülse. Sie befindet sich in der Spitze des neuen Nähinstruments, das einen Durchmesser von zehn Millimetern hat“, so Adrian Schütte. Und er erklärt, wie das Verfahren funktioniert: Zunächst verschaffen sich die Chirurgen durch ein schmales Rohr – Experten nennen es Trokar – einen Zugang zum Bauchraum. Nachdem sie mit der Nadel das Gewebe durchstochen haben, ziehen sie die Fadenenden mit der Operationszange durch den Trokar heraus und legen sie in die Hülse ein. Durch Herabschieben der Hülse durch den Trokar und gleichzeitiges Spannen der Fäden lässt sich eine definierte Spannung in der Naht einstellen. Liegt der gewünschte Spannungszustand vor, werden die Fäden per Laser mit der Hülse verschweißt. Der Laser befindet sich am Ende des Nähinstruments, der Laserstrahl wird über die Lichtleitfaser durch das Instrument geschickt. Überschüssiges Nahtmaterial wird hinter der Hülse abgeschnitten. Abschließend ziehen die Chirurgen das Instrument durch den Trokar heraus. Die Hülse verbleibt nach dem Verschweißen im Bauchraum. „Derzeit besteht die Hülse aus Polypropylen, wir wollen sie aber auch aus resorbierbarem Material fertigen“, s0 Schütte.

In Labortests konnten die IPT-Wissenschaftler gemeinsam mit den InnoNet-Projektpartnern den Nähvorgang bereits erfolgreich durchführen. Die besten Ergebnisse wurden bei einer Nahtspannung von 0 bis 5 N und einer Bestrahlungszeit von 0,1 s erzielt. Im Laufe des Jahres sollen die präklinischen Untersuchungen starten.