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Die Krebsbehandlung der Zukunft

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Erfolgsgeschichte

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Zielgerichtete Nanopartikel mit Robotik

Chemotherapeutische Maßnahmen sind für Krebspatienten eine immense Belastung, da die hochdosierten Medikamente, die zur Bekämpfung von Krebszellen durch den Körper zirkulieren, auch gesunde Zellen angreifen. Das SEON-Forschungsprojekt am Universitätsklinikum Erlangen hat sich zum Ziel gesetzt, solide Tumore oder Metastasen mit einem Roboter gezielt zu bekämpfen.

TASK

Automatisierung in der Onkologie

In der Medizin - insbesondere bei der Behandlung oder Operation von Patienten - haben Roboter noch ihre Grenzen. In der robotergestützten Chirurgie leisten sie zwar gute Dienste, ihr Einsatz ist aber noch lange nicht Standard. Das könnte sich nun ändern, denn im Rahmen des SEON-Projekts am Universitätsklinikum Erlangen wird erstmals ein Stäubli-Roboter in der Onkologie eingesetzt.

Bislang werden die meisten Krebspatienten operiert und/oder mit einer Chemotherapie behandelt. Letztere ist für die Betroffenen meist ein mühsamer Weg im Kampf gegen den Tumor. Denn jede chemotherapeutische Behandlung ist für den Körper eine enorme Belastung. Die hochdosierten Medikamente, die zur Bekämpfung der Krebszellen erforderlich sind, zirkulieren durch den Körper. Dabei greifen sie auch gesunde Zellen an und schwächen den Patienten.

Ziel des SEON-Forschungsprojekts ist es, mit Hilfe der Robotik völlig neue Wege in der Tumorbehandlung zu beschreiten. Als Alternative zur Chemotherapie sollen solide Tumore (Metastasen) gezielt angegriffen werden. Zu diesem Zweck hat das Erlanger Team magnetische Nanopartikel entwickelt, die als Transportmittel für die Medikamente dienen.

Als Roboter für diese heikle Mission wurde ein großer Sechs-Achs-Roboter vom Typ Stäubli TX200 mit einem Magnetkopf ausgestattet. Beim so genannten "magnetic drug targeting" schwebt der Magnetkopf über dem Körper des Patienten und lenkt die magnetischen Nanopartikel mit dem Wirkstoff direkt auf den Tumor. Damit die Theorie in der Praxis funktioniert, sind Ärzte, Maschinenbauingenieure und Robotikexperten gleichermaßen gefordert.

LÖSUNG

Strenge Sicherheitsvorkehrungen, die in den Krankenhausalltag integriert sind

Schon zu Beginn des Projekts wurde deutlich, wie entscheidend die Bündelung von Fachwissen sein würde. Normalerweise versuchen Krankenhäuser, schwere Geräte wie Röntgengeräte oder Computertomographen in einer frühen Bauphase einzusetzen, zum Beispiel bevor die Trennwände eingezogen werden. Im Falle des SEON-Projekts musste der TX200 jedoch installiert werden, während das Krankenhaus seinen normalen Betrieb aufrechterhielt.

Dies erforderte eine kompetente logistische Planung. Für das Maschinenbauunternehmen MBFZ toolcraft GmbH und seine Partner bedeutete dies, eine Außenwand zu öffnen, den Sockel mit dem vormontierten Roboter in das Gebäude zu heben und die Wand wieder zu schließen - möglichst ohne den Klinikalltag zu stören.

Um die Installation des TX200 unter Einhaltung höchster Sicherheitsstandards zu ermöglichen, wurde der Boden des Behandlungsraums im Vorfeld einer statischen Prüfung unterzogen und für die Aufnahme der zwei Tonnen schweren Maschine verstärkt. Nachdem der Roboter sorgfältig in seine genau berechnete Position manövriert worden war, wurde der Sockel betoniert, um sicherzustellen, dass er sicher arbeiten und gleichzeitig seine Freiheitsgrade voll ausnutzen kann.

Mit dem Anschluss der Elektro- und Steuerungssysteme war der TX200 nach wenigen Stunden nahezu einsatzbereit. In einem nächsten Schritt wurde der Roboter von den Experten von Stäubli eingerichtet und programmiert.

Damit die Ärzte des Universitätsklinikums Erlangen den Stäubli-Roboter sicher für ihre Forschung einsetzen können, war eine intensive Schulung notwendig. Zwei Ärzte des Klinikums erhielten in der Stäubli-Zentrale in Bayreuth eine mehrtägige technische Schulung zur Steuerung und zum Bedienpanel des TX200. Ziel war es, den TX200 an einem Dummy in der onkologischen Abteilung sicher zu bedienen, um die Forschung zum magnetischen Drug Targeting voranzutreiben.

Besonderes Augenmerk legten die Robotik-Experten von Stäubli dabei auf den Aspekt der Sicherheit. Anders als in einer industriellen Umgebung hat der TX200 keine Abschirmung zum Schutz des Bedieners. Denn im klinischen Umfeld ist es notwendig, dass Mensch und Roboter auf engem Raum zusammenarbeiten, um Patienten optimal behandeln zu können. Eine Premiere für Stäubli!

KUNDENANWENDUNG

- Präzise Verfolgung von patientenspezifischen Behandlungskoordinaten

- Unschätzbare Hilfe für das medizinische Personal

- Vermeidung von Fehlern/Ungenauigkeiten im Vergleich zur manuellen Bewegung des Magneten

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