Innovative Lasertechnologie revolutioniert die Knochenchirurgie

Berührungsfrei und mit kalter Lasertechnologie schneidet der von einem Basler Unternehmen entwickelte Roboter namens CARLO® Knochen. Damit eröffnen sich dem Universitätsspital Basel völlig neue Wege in der Knochenchirurgie.
Universell am ganzen Körper einsetzbar: Der «Cold Ablation Robot-guided Laser Osteotome», kurz CARLO®, ist der weltweit erste medizinische, taktile Roboter, der Knochen berührungsfrei mit kalter Lasertechnologie schneiden kann

 «Die Knochenchirurgie erfindet sich durch die bahnbrechenden Möglichkeiten dieser Laser-technologie sozusagen neu.»

Prof. Christoph Kunz

Der 3. Juli 2019 war für das Universitätsspital Basel und insbesondere für die Knochenchirurgie ein bedeutungsvoller Tag, als die weltweit erste Oberkieferkorrektur mittels Roboter-gesteuerter, kontaktloser Laserablation vorgenommen wurde. Diesen First-in-man-Einsatz plante und führte das Team der Kieferchirurgie zusammen mit AOT (Advanced Osteotomy Tools AG), den Entwicklern des Laser-Roboters CARLO®, durch. Erstmals wurde bei diesem Eingriff der Schnitt des Knochens nicht mit den üblichen chirurgischen Instrumenten wie Säge und Bohrer durchgeführt, sondern von einem navigierten, taktilen Roboter, der Knochen berührungsfrei mit kalter Lasertechnologie zu schneiden vermag, übernommen. Durch die bahnbrechende Erfindung des CARLO®-Systems eröffnen sich dem Universitätsspital Basel völlig neue Wege in der Knochenchirurgie. 

Was leistet das CARLO®-System?

Das Akronym CARLO® steht für «Cold Ablation Robot-guided Laser Osteotome». Entwickelt wurde das System vom Medtech Start-up Advanced Osteotomy Tool AG (AOT) mit Sitz in Basel. CARLO® stellt eine Plattform-Technologie dar, welche eine Navigations- sowie eine Robotereinheit, die das Laserosteotom steuert, mit einschliesst. Durch die Möglichkeit, verschiedene Anwendungs-Apps in die Software zu integrieren, ist das System vielseitig in der Knochenchirurgie einsetzbar und kann den Chirurgen bei der Umsetzung des Eingriffs vollständig digital und autonom unterstützen. 

First-in-man-Studie

Der weltweit erste Einsatz am Patienten ist als Teil der europäischen Zulassungsstudie für das CARLO®-System zu sehen und wird momentan am Universitätsspital Basel (USB), am Kantonsspital Aarau (KSA), am Universitätsklinikum Hamburg und am Allgemeinen Krankenhaus der Stadt Wien durchgeführt. Die für die erfolgreiche Umsetzung der First-in-man-Studie am USB entscheidenden präklinischen Untersuchungen wurden von Dr. Marcello Augello (KSA) erbracht. Unterstützt wurde er von Prof. Magdalena Müller-Gerbl, Leiterin der Abteilung Makroanatomie am Anatomischen Institut der Universität Basel, sowie vom AO Forschungsinstitut in Davos und der Veterinärmedizin der Universität Zürich. Die First-in-man-Studie von CARLO® wurde in Kooperation von AOT mit der Forschungsgruppe um PD Dr. Andreas Müller, Kaderarzt Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie am USB und vom Departement Klinische Forschung lanciert. Zwischenzeitlich sind in Basel vier weitere Oberkieferosteotomien erfolgreich mit dem Laser-Roboter durchgeführt worden. 

Innovative Entwickler mit grossem Wissensschatz

AOT wurde 2010 von Dr. Alfredo Bruno, Prof. Philipp Cattin, Prof. Hans-Florian Zeilhofer vom High-Tech-Forschungszentrum USB sowie von Prof. Philipp Jürgens, ehemals Kaderarzt Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, initiiert. So wurde ein grosser Wissensschatz in den Disziplinen Laserphysik, Robotik und Knochenchirurgie in ein Projekt eingebracht, aus dem schliesslich ein Medizinprodukt entstanden ist, welches die Knochenchirurgie revolutionieren dürfte.

Raschere Knochenheilung und sicherheitsrelevante Vorteile

CARLO® ermöglicht es, den komplexen Prozess der Planung und Durchführung knochenchirurgischer Eingriffe durch vollständige Digitalisierung zu optimieren. Beliebige Schnittgeometrien können auf diese Weise hochpräzise und patientenspezifisch umgesetzt werden, was mit den bisher bekannten konventionellen Techniken in dieser Qualität nicht möglich ist. Durch die kalte Laserablation wird der Knochen zudem thermisch deutlich weniger geschädigt, als dies beim Eingriff mit einer Säge oder einem Bohrer der Fall ist, was zu einer rascheren Knochenheilung führt. Der Einsatz einer kontaktlosen, präzis navigierten Schnittführung hat zudem sicherheitsrelevante Vorteile gegenüber den herkömmlichen Instrumenten. So kann bei erratischen Patientenbewegungen oder sonstigen Abweichungen vom geplanten Protokoll der Vorgang des Knochenschneidens mit Lichtgeschwindigkeit vom Operateur durch eine Berührung des Gerätes gestoppt werden. So behält der Chirurg zu jeder Zeit die volle Kontrolle über jeden einzelnen Operationsschritt. Prof. Christoph Kunz, Chefarzt Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, bringt es auf den Punkt: «Die Knochenchirurgie erfindet sich durch die bahnbrechenden Möglichkeiten dieser Lasertechnologie sozusagen neu.»

Das Potenzial des Systems ist auch bei Weitem nicht ausgeschöpft. AOT arbeitet an Echtzeit-Gewebeanalysen, welche es ermöglichen sollen, dass der Arzt jederzeit weiss, ob er im gesunden oder tumorbefallenen Gewebe operiert. Damit wäre ein weiterer grosser Schritt in der Qualitätssteigerung der Tumorchirurgie erreicht.