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iKnife kann Krebsgewebe beim Operieren riechen

Donnerstag, 18. Juli 2013
iKnife kann Krebsgewebe beim Operieren riechen

iKnife, das klingt wie eine jener dumpfsinnigen Apps für das iPhone – es gibt wirklich eine namens iKnife, bei dem sich beim Fuchteln mit dem Smartphone ein Stichmesser blutrot verfärbt. Gemeint ist hier aber ein neuartiges Hilfsmittel für Chirurgen im „non-virtuellen“ Operationsraum.

Auf den ersten Blick unterscheidet sich das „intelligente Skalpell“, das der ungarische Chemiker Dr. Zoltán Takáts an der Universität Gießen entwickelt hat, kaum von einem konventionellen Elektrokauter. Der Elektrokauter ist ein Stift mit einer Drahtschlinge an der Spitze. Per Fußpedal schaltet der Chirurg einen Stromfluss an. Dadurch wird die Drahtschlinge kurzfristig so weit erhitzt, dass das Gewebe bei Berührung verdampft.

Auf diese Weise stillen Chirurgen seit den 1920er Jahren kleinere Blutungen. Bei jeder Elektro­kauterisierung entsteht eine Dampfwolke, die das iKnife über einen kleinen Schlauch an der Seite des Elektrokauter aufsaugt und an einen Massenspektrometer weiterleitet, der eigentlichen Innovation. Mit der „Rapid evaporative ionization mass spectrometry“ (REIMS) hat Takáts eine Technik entwickelt, die innerhalb weniger Sekunden die im Dampf enthaltenen Partikel analysiert. Das Ergebnis wird dann mit einer Datenbank abgeglichen, die das Team im Labor bei der kontrollierten Verbrennung von 1.624 kanzerösen und 1.309 nichtkanzerosen Gewebeproben von 302 Patienten erstellt hat.

Am Imperial College London wurde das iKnife jetzt erstmals bei echten Krebsoperationen erprobt. Während der Chirurg den Elektrokauter betätigte, analysierte im Hintergrund das REIMS-Gerät die Zusammensetzung der abgesaugten Dämpfe. Nach jeweils drei Sekunden lag das Ergebnis vor. Bei den ersten 81 Versuchen wurde laut Ko-Autor Jeremy Nicholson, dem Leiter der dortigen Tumorchirurgie, in jedem Einzelfall das Ergebnis der späteren Gewebeuntersuchung durch den Pathologen korrekt vorhergesagt. Das iKnife konnte die einzelnen Gewebe zuverlässig erkennen. Darüber hinaus wurden Unterschiede, etwa zwischen dem Primärtumor und seinen Metastasen, erkannt.

Dem Vernehmen nach wird das iKnife derzeit an drei weiteren Londoner Kliniken getestet. Geplant sei eine größere Studie. Wenn die Ergebnisse so überzeugend sind wie in der Pilotstudie, könnte das intelligente Skalpell schon bald die Möglichkeiten von Tumorchirurgen erweitern. Das iKnife würde beispielsweise die Tumoroperationen verkürzen. Bislang müssen die Chirurgen die Operation unterbrechen, um auf die Ergebnisse des Schnellschnitts durch den Pathologen zu warten.

Nur so lässt sich klären, ob die Operationsränder frei von Tumorzellen sind, was makroskopisch nicht erkennbar ist. Das Instrument könnte auch für andere Chirurgen interessant sein. Mit ihm ließen sich im Prinzip Krankheitskeime in Wunden aufspüren. Lebensmittelchemiker könnten es als Schnelltest für den Nachweis von Pferdefleisch in Rinderhack nutzen, fügt der Erfinder hinzu.