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Mini-Endoskop aus dem 3D-Drucker

20.08.2020
Die 3D-Druck-Technologie der KIT-Ausgründung Nanoscribe hat wesentlich dazu beigetragen, dass Forscher ein Mini-Endoskop herstellen konnten

Wie Forscher der Universität Stuttgart sowie australische Wissenschaftler der University of Adelaide im Fachjournal ‚Nature Light: Science and Application‘.  (https://www.nature.com/articles/s41377-020-00365-w) berichten, haben sie den ultrapräzisen 3D-Drucker von Nanoscribe dazu nutzen können, eine Mini-Optik auf eine Glasfaser aufzudrucken. An der Veröffentlichung waren auch Wissenschaftler des South Australien Health and Medical Research Institute und des Monash Cardiovascular Research Centre in Melbourne beteiligt.

Die Mikro-Optik ist ein wichtiges Bestandteil im Mini-Endoskop, das die Wissenschaftler angefertigt haben, um auch in feinste Adern vorzudringen. Dabei kommt Glasfasertechnologie sowie die Optische Kohärenztomographie (OCT) zum Einsatz, die bekannt ist aus der Netzhautuntersuchung beim Augenarzt. Die von den Forschern entwickelte Mikro-Optik kann die Verzerrung des Laserstrahls beim Durchgang durch eine kapillarförmige Kunststoffhülle korrigieren, die zum Schutz des Endoskops angebracht ist. Die damit weltweit kleinste Endoskop-Mikro-Optik hat einen Durchmesser von weniger als 0,5 Millimetern, einschließlich der Schutzhülle.

Das Hauptproblem bestand darin, eine Mikro-Optik auf eine Glasfaser per 3D-Druck herzustellen, die nicht dicker als 125 mm ist. Die Lösung lieferte ein ultrapräziser 3D-Drucker der Nanoscribe GmbH aus Karlsruhe, die vor elf Jahren vom KIT ausgründet wurde. Eine weitere Herausforderung: Der Laserstrahl muss zur Seite abgelenkt werden, die Gefäßwand soll abgetastet und das reflektierte Licht wieder in die Glasfaser eingekoppelt werden.

Endoskopie von Halsschlagader und Mäuse-Arterien möglich

Wie die Forscher im Fachjournal berichten, haben sie das 3D-gedruckte Mini-Endoskop mit den OCT-Systemen an den beteiligten Kliniken kombiniert. Es wurde sowohl in eine menschliche Halsschlagader als auch in Mäuse-Arterien eingeführt. Die Mediziner bekamen höchst genaue dreidimensionale Bilder direkt aus dem Inneren der Adern, durch Rotation der Optik. Mit dieser Technik konnten die Mediziner Plaque-Ablagerungen sowie Cholesterin-Kristalle bereits früh in Arterien erfassen. Simon Thiele von der Universität Stuttgart sagt: „Ich hoffe, dass man Plaque-Ablagerungen in Zukunft rechtzeitig detektieren kann, und vielleicht wird es einmal möglich, mit einem geeigneten Laserstrahl diese Thromben rechtzeitig aufzulösen.“

Thiele glaubt, dass zu den bisher weltweit über 40.000 durchgeführten OCT-Endoskopie-Untersuchungen Millionen weitere hinzukommen könnten, da das Miniatur-Endoskop leicht in Adern mit nur 0,5 Millimetern Innendurchmesser eingeführt und gedreht werden kann. Nun arbeiten die Forscher um Thiele daran, die 3D-gedruckte Mini-Optik als Technologie in eine Ausgründung einzubringen und marktreif zu entwickeln.

Quelle: Pressemitteilung medtech-zwo vom 20.08.2020