Katheter Mit magnetischen Kathetern gegen Schlaganfälle

Das ETH-Spin-off Nanoflex will die Schlaganfallbehandlung verbessern und hat einen magnetisch steuerbaren Katheter entwickelt. Bei der leichteren Behandlung mit diesem muss der Neurochirurg nicht mehr im Operationssaal sein.

Die Nanoflex Robotics AG, ein Spin-off der ETH Zürich, hat einen Katheter entwickelt, der mittels Fernbedienung und Computer über ein Magnetfeld gesteuert wird. Eine Neuerung, denn bisher navigieren Chirurgen herkömmliche Katheter meist manuell über einen Zugdraht durch die Windungen der Blutgefäße. Der Nachteil: Da sich die Spitze nur in zwei Richtungen bewegen lässt, dauert der komplexe Eingriff verhältnismäßig lange und erfordert viel Fingerspitzengefühl und Erfahrung. Mithilfe des Nanoflex-Katheters sollen Schlaganfälle in Zukunft schnell und sicher behandelt werden können. „Durch einen magnetischen Kopf kann die Katheterspitze nicht nur in alle Richtungen gebogen werden, sie ist auch kleiner, einfacher zu steuern und aufgrund ihres weichen Materials sicherer“, erklärt ETH-Alumnus Christophe Chautems, einer der drei Gründer.

Schlaganfälle präziser und schneller behandeln

Durch die präzise Steuerung des Magnetkatheters sollen Eingriffe in Zukunft kürzer und weniger anspruchsvoll sein als mit herkömmlichen Kathetern. „Auch weniger erfahrene Chirurgen sollten mit unserem System in der Lage sein, Schlaganfälle zu behandeln“, sagt Chautems. Zudem soll der weiche und besser lenkbare Katheter auch zu weniger unbeabsichtigten Verletzungen der Gefäße führen.

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Behandlung per Fernbedienung

Ein weiterer Vorteil ist, dass der Chirurg den magnetischen Katheter über eine Fernbedienung steuert und daher während des Eingriffs nicht neben dem Patienten stehen muss. Dies schützt vor der Strahlung des Röntgengerätes, das Ärzten erlaubt, sich im Körperinneren der Patienten zurechtzufinden.

„Mit unserem System können Eingriff in Zukunft auch aus der Distanz mit einer Fernbedienung und an einem Bildschirm durchgeführt werden“, sagt Silvia Viviani, die an der ETH Robotik studierte und seit 2021 bei Nanoflex tätig ist. Geht es nach den Forschern des Start-ups, sollen Schlaganfallpatienten in Zukunft so schnell wie möglich im nächsten, lokalen Krankenhaus von einem Experten operiert werden können, der sich selbst nicht dort befinden muss. Dadurch kann wichtige Zeit gespart werden.

Kompakter Magnetfeldgenerator ist flexibel einsetzbar

Damit Chirurgen den magnetischen Katheter nutzen können, müssen die Patienten neben einem magnetischen Navigationssystem liegen, das ein gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Entwickelt wurde das System und die dazugehörige Software im Multi-Scale Robotics Lab von ETH-Professor Bradley Nelson. Im Unterschied zu kommerziell verfügbaren Apparaten, die fest im Operationsaal installiert sind, ist der Magnetfeldgenerator von Nanoflex leichter und daher flexibler einsetzbar. Er kann nach Bedarf in einen Operationssaal geschoben werden und braucht lediglich Strom und Wasser.

Über fünf Jahre hat ETH-Ingenieur Chautems in der Forschungsgruppe von Nelson an der Entwicklung des magnetischen Katheters und der Verkleinerung des Systems geforscht. „Unser Ziel war es, auf kleinstem Raum ein Magnetfeld zu erzeugen, um das Gewicht und das Volumen des Geräts zu reduzieren. Dies wurde erst möglich, als wir eine neue Kühlungstechnologie für den Elektromagneten entwickelt haben, die mittlerweile patentiert ist“, erklärt der Westschweizer. Nach eigenen Angaben wird das kleinere und flexiblere magnetische Navigationssystem dadurch günstiger sein als die Produkte der Konkurrenz.

Technologie auf weitere Bereiche ausweitbar

Die Vision ist, dass künftig in jedem größeren Krankenhaus eines der magnetischen Navigationssysteme steht. Bis es so weit ist, gibt es allerdings noch einiges zu tun: „Wir testen unseren Prototypen gerade auf Herz und Nieren an einem Silikonmodell des menschlichen Körpers“, sagt Chautems.

Das Ziel ist, in zwei Jahren die Zulassung für den amerikanischen Markt zu erlangen. Dafür muss das Jungunternehmen alle erdenklichen Risiken prüfen und belegen, wie diese minimiert werden können. Zudem muss gezeigt werden, wie das System standardisiert hergestellt und zuverlässig betrieben werden kann.

Das zwölfköpfige Team um Chautems und Matt Curran ist zuversichtlich, dass nicht nur der Markteintritt gelingt, sondern dass die Technologie bald auch in anderen Bereichen wie in der Herz- und Augenchirurgie, bei Magenspiegelungen und bei Eingriffen an Föten eingesetzt werden kann.

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