Medizintechnik

Sind „Star-Trek“-Fans krank, mögen sie sich insgeheim Commander Beverly Crusher herbeiwünschen. Besitzt die leitende medizinische Offizierin der „Enterprise D“ doch den legendären „Tricorder“, ein handtellergroßes Diagnosewunderding. Nach einem kurzen Scan verrät es alles medizinisch Wichtige über den Patienten, um es dann via Hypospray ganz ohne Blutvergießen wieder ins Lot zu bringen.

Inzwischen ist die Klinikwirklichkeit auf dem besten Weg, einen Teil dieser Fiktion zu kopieren. Immer automatischer, immer mobiler und immer kompakter: Die futuristischen Ergebnisse dieser Innovationstrends kann man im November auf der Medizinmesse Medica in Düsseldorf bestaunen. Vor einer Operation berechnen Computer millimeterpräzise die Innenansicht, die sich den Chirurgen bieten wird – und das Schneiden übernehmen Roboterarme. Künstliche Organe stehen in den Startlöchern für den klinischen Großeinsatz. Und Ingenieurtechnik im Nanomaßstab ersetzt in Diagnoselabors den aufwendigen Nachbau natürlich vorkommender Nachweismoleküle.

Trotz Wirtschaftskrise wächst die Branche scheinbar unaufhaltsam. 260 Milliarden Dollar setzten die Unternehmen 2009 weltweit um, jeden dritten Dollar in Europa. Medizintechnik gehört zu den innovativsten Industriezweigen: Zwei von drei Medizintechnikprodukten sind nicht älter als drei Jahre.

Der Vergleich mit Dr. Crushers Tricorder drängt sich vor allem bei den sogenannten Point-of-care-Devices (POCD) auf, einer Labortechnik für den Einsatz am Krankenbett. Die POCDs müssen zwar immer noch mit Körpersekret gefüttert werden. Doch dann laufen komplizierte biochemische Untersuchungen, für die bisher ein Diplom und viel Erfahrung nötig waren, per einfachem Knopfdruck ab.

„Medizinische DNA-Tests werden bald nur noch in der Arztpraxis oder am Klinikbett stattfinden“, glaubt Paul Lem, Gründer von Spartan Bioscience, einem der aktuellen Trendsetter bei POCDs. Lems Firma stellt Kleinausgaben der bis dato eher monströsen und für einzelne Praxen unerschwinglichen DNA-Sequenzier-automaten her – und befreit die Genanalyse damit aus dem Monopol der Speziallabore.

Seit August gibt es den Minisequenzer mit einem Schnelltest für eine bestimmte menschliche Genvariante, die bei Herzinfarktpatienten offenbar zu einer Unverträglichkeit für den Gerinnungshemmer Plavix führt. Selbst wenn die Notärzte alles richtig machen, stirbt jeder Zehnte nach einem Herzinfarkt, weil er dieses CYP2C19*2-Gen besitzt. Tests für das betreffende Gen kamen bisher frühestens nach einem Tag aus den Kliniklabors zurück, dann waren die Risikopatienten oft schon tot.

Es sei ein Skandal, findet Charles Daitch von Akonni Biosystems, dass sich die Mediziner von den Laboren noch so lange Analysezeiten bieten lassen. „Um Infektionen mit Bakterien nachzuweisen, gilt immer noch die zeitaufwendige Zellkultur als Goldstandard“, sagt er. „Eine Methode von 1877!“ Erst nach mehreren Tagen wird klar, ob überhaupt der richtige Keim behandelt wurde oder ob das verschriebene Antibiotikum die Aggressivität der Erreger sogar noch steigert, weil sie genau dagegen schon resistent sind. Daitchs POCD-Variante heißt „Tru Diagnosis“ und kann neben DNA auch Proteine nachweisen – bei Bedarf Hunderte auf einmal. Nach einem Probendurchlauf weiß der Hausarzt nach etwa zehn Minuten, welche Bakterien und Viren tatsächlich seinen Patienten gekapert haben.

Möglich macht das eine Revolution im Kleinen. Tru Diagnosis nutzt einen Biochip, bei dem in definierten Abständen Tausende winziger Geltropfen wie Klebepunkte aufgebracht sind. An ihren Oberflächen ankern molekulare Späher – Biomoleküle, die jeweils ganz bestimmte charakteristische Bestandteile aus der Probe fischen. Auf einem Chip können so zum Beispiel Sensoren aufgebracht werden, die DNA-Stücke der gefürchteten multiresistenten Staphylokokken isolieren, und daneben andere, die nach Antikörpern gegen Grippeviren fahnden.

Biochips werden am Ende einer Reihe von Präparationsschritten auch in Labors verwendet. Die entscheidende Neuerung ist, dass Akonni Biosystems in Frederick im US-Bundesstaat Maryland jetzt die Probenvorbereitung automatisiert hat. Die Arbeitsschritte etwa von der Isolierung der kompletten Bakterien-DNA aus dem Blut bis zu ihrer Aufspaltung und Vervielfältigung wurden erst miniaturisiert und dabei so weit standardisiert, dass sie sich auf Knopfdruck von allein abspulen. Der langwierige Umweg über Speziallabore kann entfallen.

Auch aufwendige bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomografie (MRT) werden jetzt mobil. Ein 18 Meter langer Lkw tourt seit dem Sommer 2010 mit einer Körperbilder-Röhre von Philips im Auftrag des örtlichen Gesundheitsdienstes durch die englischen Grafschaften Gloucestershire, Worcestershire und Herefordshire. Das mobile MRT ist eines der neuen „Hochfeld“-Geräte, dessen Magnetfeld doppelt so stark wie das herkömmlicher MRTs ist. Aufnahmen werden dadurch schneller fertig und sind viel präziser. Der Transport mit einem Truck bot sich an, weil das Gerät eine Magnetfeld-Abschirmung bereits eingebaut hat und mit seinen sechs Tonnen für einen Hochfeldmagneten...

Die weiteren Fokus-Texte im Einzelnen

• Trends: Operieren per Joystick, Genanalyse auf Knopfdruck und empfindsame Prothesen
• Interview: Henning Vöpel über Innovationen in der Medizintechnik
• OP Interaktiv: Computer planen, überwachen und steuern Operationen
• Hirnstimulation: Schwache Stromstöße helfen bei psychischen Erkrankungen
• Kunstorgane: Immer kleinere Ersatzorgane bieten Patienten mehr Lebensqualität
• Nanomedizin: Kleinstpartikel entlarven Krankheitserreger und zerkochen Krebszellen

(kd)