3D-gedruckter Medizinroboter zur Tumorbehandlung
Das Fraunhofer Institut möchte mit Hilfe fünf weiterer Forschungsgruppen einen Medizinroboter entwickeln der zur Tumorbehandlung eingesetzt werden soll. Dieser kann in einem einzigen Druckprozess erschaffen werden obwohl an ihm verschiedenste Bestandteile integriert sind. Das Projekt trägt den Namen „SPIRITS“ und wird von Forschungsgruppen aus Deutschland, Frankreich und der Schweiz durchgeführt. Die Abkürzung „SPIRITS“ steht dabei für „Smart Printed Interactive Robots for Interventional Therapy and Surgery“.
„Die Herausforderung des Projekts lag darin, ein Design zu entwickeln, das sich mit einem PolyJet-Drucker in einem einzigen Schritt fertigen lässt, gleichzeitig aber aus voll funktionsfähigen Komponenten besteht – beispielsweise Drehgelenken mit Hydraulikaktuatoren und einem Antrieb für den Nadelvorschub. All diese Komponenten haben unterschiedliche Materialeigenschaften“, erläutert Markus Siegfarth der in der Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie (PAMB) des Fraunhofer IPA an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg mitwirkt.
⠀ ⠀ ⠀ ⠀ ⠀ 3D-gedruckte Kolben des hydraulischen Antriebs – Quelle: Marius Siegfarth
Der Anwendungsfall des Medizinroboters
Der Roboter soll vor allem in der Tumortherapie genutzt werden. Hierbei kann er einem Arzt beispielsweise bei der Gewebeentnahme und bei der Thermischen Tumorbehandlung aushelfen. Die Größe und das Gewicht wurden dabei speziell so konzipiert, dass es beispielsweise keine Probleme gibt den Roboter zusammen mit dem Patienten in eine CT-Aufnahme (Computer Tomographie), die in einer Röhre stattfindet, zu befördern. Ein zusätzliches Feature ist, dass der behandelnde Arzt nicht im selben Raum anwesend sein muss sondern extern den Roboter manuell steuern kann. Das schützt vor der Strahlung die bei der Computertomographie entsteht.
„Die Positionierung einer Nadel oder Sonde bei einem solchen minimalinvasiven Eingriff ist eine besonders schwierige Aufgabe, denn der Mediziner kann sich am besten mit Hilfe von Computertomographie- oder MRT-Bildern orientieren – und das heißt, dass erarbeiten muss, während der Patient in einer engen Röhre liegt. Da bleibt kaum Bewegungsfreiheit“, erklärt Marius Siegfarth weiter.
An einem der Stützpunkte in Strasbourg entstehen schon die ersten Prototypen dieser Innovation. Neben flexiblen Hebelarmen gibt es eine Nadel, die sich um den Einstichpunkt in alle Richtungen orientieren kann. Per hydraulischem System wird der Roboter fortbewegt. Die Funktion dessen erwies sich in ersten Tests als erfolgreich – in der Zukunft sollen aber zahlreiche weitere Entiwicklungen durchgeführt werden, wie beispielsweise eine intelligente Nadel mit Kraftsensor.
Das Projekt SPIRITS erhielt bisher insgesamt eine Unterstützung von ca. 1.67 Millionen Euro von verschiedenen Organisationen. So beispielsweise von dem EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) innerhalb des Programms INTERREG V Oberrhein. Aber auch auf regionaler Ebene erhielt SPIRIT eine Mitfinanzierung. Weitere Informationen zum Projekt , sowie die Pressemitteilung finden Sie HIER.
Bildquelle Titelbild: Photothèque ICube / A. Morlot
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