Gesundheit

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik

Fasergekoppelter Halbleiterscheibenlaser
Fasergekoppelter Halbleiterscheibenlaser, bestehend aus Laserkopf und Ansteuerelektronik.
© Fraunhofer IAF

Anstelle von Nadel und Faden: Verschließen von Wunden mit Hilfe von Infrarot-Halbleiterlasern

Das Standardverfahren zum Verschließen von Wunden oder Schnitten nach einer Operation ist das Nähen. Nachteilig ist hierbei, dass das Gewebe zusätzlich verletzt wird, was eine verstärkte Narbenbildung zur Folge hat, sowie dass körperfremdes Material zur Anwendung kommt. Darüber hinaus ist eine Naht nicht wasserdicht. Eine Alternative ist das Verkleben der Wundränder. Leider sind jedoch chemische Klebstoffe oft nur eingeschränkt körperverträglich und biologischen Klebstoffen mangelt es vielfach an Klebekraft. Es stellt sich daher die Frage, ob Laser eingesetzt werden können.

Es ist bekannt, dass das Erhitzen des Gewebes auf eine Temperatur von ca. 60 °C, z. B. durch einen geeigneten Laserstrahl, zu einer stabilen Verbindung der Wundränder führen kann. Hierbei ist eine präzise Temperaturkontrolle nötig. Eine zu hohe Temperatur führt zu einer vollständigen Denaturierung des Eiweißes im Gewebe, eine zu geringe Temperatur hat eine unzureichende mechanische Belastbarkeit zur Folge. Das Temperaturprofil wird durch die Eindringtiefe des Laserlichts bestimmt, welche durch die Variation der Laserwellenlänge einstellbar ist. Die für ein laserinduziertes »Verschweißen« von Gewebe optimale Eindringtiefe des Laserlichts liegt nach derzeitigem Kenntnisstand im Bereich von einigen 100 μm.

Die am Fraunhofer IAF entwickelte Technologie der GaSb-basierten Halbleiterscheibenlaser ermöglicht es, Laserquellen für den Wellenlängenbereich 1,8 – 2,8 μm, entsprechend einer Eindringtiefe des Lichts in Gewebe von 2 μm bis 1000 μm, mit genügender Ausgangsleistung und sehr guter Strahlqualität herzustellen. Es ist vorgesehen, mit diesem Lasersystem zunächst anhand von künstlichen Gewebeproben und dann mittels in-vitro-Experimenten die optimalen Parameter für das laserinduzierte »Verschweißen« von Gewebe zu erarbeiten. Wenn es ausentwickelt ist, wird dieses Verfahren in vielen Bereichen wie z. B. der Dermatologie, der Augenchirurgie und der kosmetischen Chirurgie zum Einsatz kommen können.