Krabbeltier im Dünndarm.

12. Oktober 2005
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Endoskope aufgepasst: In naher Zukunft könnte eine Roboterpille durch den Darm kriechen und dort diagnostische Bilder schießen. Winzige Beine, Haken und Zähne sorgen dafür, dass die Roboterkapsel sich auf Befehl vorwärts oder rückwärts bewegen lässt. Noch wichtiger: im Gegensatz zu passiven Diagnosepillen kann sie die Peristaltik austricksen.

Stop and go durch den Darm

Die Entwicklung der Kapsel-Endoskopie hat in den letzten Jahren beachtliche Erfolge zu verzeichnen. Die jüngste bahnbrechende Erfindung ist eine ferngesteuerte "Kamera-Pille", berichtet das Wissenschaftsmagazin New Scientist. Einem Team von italienischen und koreanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, die Kamera-Kapsel mit Hilfe eines Mini-Roboters auf kontrollierte Erkundungstour durch den Darm zu schicken. Der Rob hat vier Beine mit kleinen Haken für die Fortbewegung. Zusätzlich zwei Greifer mit winzigen Zähnen, die sich in der Darmwand festkrallen können. Dadurch lässt sich die Kapsel bzw. Pille erstmalig vorwärts und rückwärts steuern oder auch "parken". Das Stop and go ermöglicht dem Mediziner, auffällige Befunde genauer unter die Lupe zu nehmen.

Peristaltik überlistet

Seit gut fünfzig Jahren arbeiten Forscher an Verfahren der Kapsel-Endoskopie. Problematisch war bis dato, dass die eingesetzten Kapseln durch die Peristaltik bewegt, geradezu durch Magen und Darm durchflutschten. D. h., es fehlte ein Stop-Mechanismus, der es dem Mediziner erlaubte, an gewünschten Stellen eine Biopsie, eine Arzneistoff-Freisetzung oder ein 24h pH Monitoring durchzuführen. Ganz zu schweigen von einer exakten Visualisierung. Erst in jüngster Zeit fand die Robotertechnik in der Kapsel-Endoskopie Anwendung. Erste Ergebnisse eines italienischen und koreanischen Teams veröffentlichte u.a. das Magazin New Scientist vor einem Jahr. Die vorgestellte Roboter-Kapsel erlaubte einen genaueren und längeren Aufenthalt in den Regionen, die für Mediziner von Interesse sind. Nach dem Schlucken der Kapsel löst sich die Schutzschicht auf und der Roboter beginnt, langsam durch die Därme zu krabbeln. Die Peristaltik war sozusagen überlistet. Dennoch gab es eine Reihe von Schönheitsfehlern.

Polypen sind noch vor Kapsel sicher

Das Problem der ersten Roboter-Kapsel war einerseits die Größe. Mit einer Länge von 25 mm und einem Durchmesser von 10 mm war der Prototyp größer als ein herkömmliches Endoskopie-Gerät. Andererseits war zum damaligen Zeitpunkt nicht geklärt, wie sich dieses Krabbeltier überhaupt von außen steuern lässt. Ein weiterer ungelöster Punkt ist der Wunsch, die Kapsel mit Werkzeugen so auszustatten, dass einfache chirurgische Eingriffe durchgeführt werden können. Beispielsweise das Entfernen eines Polypen. Die Forscher um Paolo Dario vom Sant`Anna Valdera Zentrum zeigten sich allerdings zuversichtlich, dass sich auch diese Mängel beseitigen lassen.

Ansaugen oder Andocken

Die Verbesserungen, die zu dem jüngsten Erfolg führten, wurden von einem Team um Arianna Menciassi, Sant`Anna School of Advanced Studies in Pisa, entwickelt. Sie wählten einen etwas anderen Ansatz, nachdem sie herausfanden, dass Kamera und Stopmechanismus ihrer italienischen Kollegen nicht auf ein Volumen unter 2 ccm reduziert werden können. Anstatt die Kapsel vom kritischen Gewebe anzusaugen, entwickelten sie eine umgekehrte Variante für den Stopmechanismus. D.h., ihr Greifsystem wird gegen das Gewebe gepresst, siehe aktuelles Volume 15, p2045. Die Greifer sind in der Kapsel untergebracht. Mit Hilfe zweier Radar gesteuerten Antrieben können sie bis zu 6mm vorwärts und rückwärts bewegt werden. Ein dritter Antrieb öffnet den Greifer, so dass die Zähne sich im Gewebe festkrallen können. Die verbesserte "clamping capsule" misst in der Länge 6,6 mm und im Durchmesser 4,2 mm.

Kapsel statt Schlauch

Das Interesse, statt Schlauch eine Kapsel einzusetzen, hat für die Forscher zwei wichtige Gründe. Die Kapsel verspricht eine schmerzlosere Darstellung im Vergleich zur herkömmlichen Gastroskopie und Koloskopie. Und sie verspricht eine genauere Darstellung von schwer zugänglichen Zonen wie dem Dünndarm mit dem Vorteil, dass Pathologika früher diagnostiziert und behandelt werden können. Allein der Gedanke, dass sich ein Roboter mit kleinen Beinen durch den Darm robbt und sich ab und zu mit Zähnen im Gewebe festkrallt, ist nicht sonderlich sympathisch. Die Wissenschaftler versichern jedoch, dass die Haken, mit denen sich die Kapsel andockt, zu klein sind, um Schäden zu verursachen. Bisher wurde die Kamerapille nur in einem künstlichem Darm aus Schweinegewebe getestet.

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