Elektrisches Skalpell erkennt Gewebe

Mittwoch, 30. September 2009, 13:28 • Rubrik Chemie, Medizin, Technik.

Ein elektrisches Skalpell kann dem Chirurgen melden, durch welches Gewebe er gerade schneidet. Die entsprechende Technik haben deutsche und ungarische Forscher entwickelt. Indem laufend aus der Schnittstelle verdampfende Moleküle analysiert werden, lassen sich beispielsweise Tumoren von gesundem Gewebe unterscheiden.

Foto: NIH-National Heart, Lung and Blood Institute

Gegenüber der Begutachtung von Gewebeproben durch einen Pathologen liege der Vorteil der Methode in ihrer Schnelligkeit, schreiben die Forscher um Karl-Christian Schäfer und Zoltán Takáts von der Universität Gießen im Fachblatt “Angewandte Chemie”. Da die automatische Analyse der verdampften Moleküle und die Auswertung der Daten lediglich einige Zehntelsekunden benötigten, “verspricht das System virtuelle Echtzeitinformation über die Natur des sezierten Gewebes”.

Elektromesser nutzen hochfrequenten Wechselstrom, um durch Gewebe zu schneiden und im gleichen Zuge Blutgefäße zu verschließen. Die Gießener Chemiker und ihre Kollegen verbanden ein solches elektrisches Skalpell mit einem meterlangen Teflonschlauch, durch den laufend Luft angesaugt und in ein Massenspektrometer gepumpt wurde. Dessen Messwerte wurden durch einen angeschlossenen Rechner weiterverarbeitet.

Durch Abgleich mit einer massenspektrometrischen Datenbank konnten die jeweils verdampften Verbindungen identifiziert werden – überwiegend handelte es sich um Fettsäuren und Phospholipide aus Zellmembranen. Zudem ließen sich mit Hilfe eines statistischen Verfahrens, der Hauptkomponentenanalyse, verschiedene Gewebetypen unterscheiden.

Auf diese Weise konnten die Forscher beispielsweise beim Schnitt durch eine Schweineniere nachvollziehen, ob sich das Elektromesser gerade in Rinde, Mark oder Becken des Organs befand. Bei einem Hund mit schwarzem Hautkrebs gelang es ihnen dagegen, den Tumor und seine Tochtergeschwüre von gesundem Hautgewebe zu unterscheiden.

Nach Ansicht der Forscher könnte ihr System vielleicht einmal helfen, bei Krebsoperationen den Tumor besonders gründlich zu entfernen. Den Patienten könnte so eine Zweitoperation erspart bleiben, wie sie nach der Begutachtung von Gewebeproben aus der ersten Operation notwendig sein kann.

Forschung: Karl-Christian Schäfer, Júlia Dénes und Zoltán Takáts, Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Justus-Liebig-Universität Gießen, und Cell Screen Applied Research Center, Semmelweis University, Budapest; und andere

Veröffentlichung Angewandte Chemie, DOI 10.1002/ange.200902546

WWW:
Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Uni Gießen
Mass Spectrometry
Hochfrequenz-Chirurgie

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