Das Universitätsspital Basel setzt als weltweit erstes Spital einen Laser-Roboter ein, der Knochen schneiden kann. Noch befindet sich Carlo in der Testphase. 2017 soll er erstmals für Operationen an Patienten eingesetzt werden. Mini-Explosionen inklusive.
Die herkömmliche Knochensäge könnte schon bald Geschichte sein – dank einer Erfindung aus der Region Basel. Sie – oder vielleicht er? – heisst Carlo.
Carlo steht für «Cold Ablation Robot-guided Laser Osteotome», sprich, frei übersetzt, ein robotergesteuertes kaltes Laser-Knochen-Abtrage-System.
Laser-Roboter Carlo muss sich noch in vorklinischen und klinischen Versuchen durchsetzen, um wie geplant 2018 zertifiziert zu werden. Dann wäre die Knochenchirurgie-Revolution perfekt. «Carlo läutet einen Paradigmenwechsel ein», sagt Hans-Florian Zeilhofer, Chefarzt für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsspitals Basel und Mitgründer von Carlos Herstellerfirma AOT (Advanced Osteotomy Tools) in Allschwil.
Mit einer Breite von 0,2 Millimetern seien die Laser-Knochenschnitte des Roboters fünf bis zehn Mal feiner als jene einer Säge. Die Schnitte würden ausserdem schneller heilen und seien für Patienten weniger traumatisch, sagt Zeilhofer.
Laserstrahlen waren zum Schneiden von Knochen bisher nicht geeignet, weil die punktierte Stelle zu heiss wurde und damit das umliegende Knochengewebe verbrannte. Doch Carlos Laserstrahl erhitze lediglich das in den Knochen enthaltene Wasser, während das Gewebe unversehrt bleibe, sagt Cyrill Bätscher vom Entwicklungsteam.
Durch «kleine Mini-Explosionen» würden Wasser-Partikel das Knochengewebe quasi wegsprengen. So entstehe dann der Schnitt, im Gegensatz zur Knochensäge ohne anfallendes Knochenmehl. Dieses verstopfe bei herkömmlichen Operationen mit der Säge die Poren und erschwere die Heilung.
Neu ist aber nicht nur die Lasertechnik, sondern vor allem die automatisierte Steuerung von Carlo in Verbindung mit einer 3D-Planung und -Navigation, die das Universitätsspital Basel bereits in einem vorherigen Schritt entwickelt hatte. Beteiligt war ein interdisziplinäres Team aus Laserphysikern, Informatikern, Chirurgen und Ingenieuren.
Besser als der begabteste Chirurg
Ausgehend von einer Computertomographie programmiert ein Chirurg den Roboter im Vorfeld der Operation. Anschliessend führt der einarmige Carlo dann den geplanten Schnitt mittels Laserstrahl durch – selbstständig und ohne Kontakt zum Patienten. Er sei besser als der beste Chirurg der Welt, sagt Hans-Florian Zeilhofer. Komplizierte Formen wie Zickzack-Muster oder puzzleförmige Teile seien von Hand gar nicht machbar.
Doch auch wenn ein Carlo-ähnliches System in Zukunft sogar Weichteile mittels Laser schneiden kann – einen Chirurgen könne er deswegen noch lange nicht ersetzen, sagt Zeilhofer: «Carlo ist ein Assistent, ich würde ihn nicht unbeaufsichtigt operieren lassen.»
Dass ausgerechnet das Basler Universitätsspital den ersten lieferbaren Forschungs-Carlo in Betrieb nehmen kann, ist kein Zufall. Die Herstellerfirma AOT wurde 2012 als Ableger der Universität Basel und des USB gegründet. Letzteres hält ausserdem eine Minderheitsbeteiligung am Allschwiler Start-Up-Unternehmen. Das Team rund um CEO und Laserphysiker Dr. Alfredo Bruno hat schon diverse Preise für seine Pionierarbeit gewonnen.