Mit Robotik Nanopartikel bewegen

AUFGABE

Automation in der Onkologie

In der Medizin – speziell bei der Behandlung oder Operation von Patienten – sind Robotern immer noch Grenzen gesetzt. Zwar leisten sie in der robotisch assistierten Chirurgie bereits gute Dienste, zum Standard zählt ihr Einsatz aber noch lange nicht. Das Projekt SEON der Erlanger Uni-Klinik könnte das ändern: Hier kommt erstmals ein Stäubli Roboter in der Onkologie zum Einsatz.

Bisher heißt es für viele Krebspatienten: Operation und/oder Chemotherapie. Und Letztere ist für Betroffene meist ein sehr kräftezehrender Weg bei der Bekämpfung des Tumors. Der Grund: Sämtliche chemotherapeutischen Maßnahmen stellen eine immense Belastung für den Körper dar. Die hoch dosierten Medikamente zirkulieren durch den Körper und sollen die Krebszellen bekämpfen. Das zieht allerdings auch gesunde Zellen in Mitleidenschaft – der Patient wird schwächer. Im Erlanger Klinikum wurde das Forschungsprojekt SEON initiiert, das der Tumorbehandlung durch die Implementierung eines Roboters gänzlich neue Wege eröffnen soll. Die Idee: solide Tumore oder Metastasen sollen punktgenau bekämpft werden – als Alternative zur Chemo. Dazu hat man in Erlangen magnetische Nanopartikel entwickelt, die als Transportmittel für die Medikamente dienen.

Zum Einsatz kommt ein großer Stäubli Sechsachs-Roboter. Der TX200 besitzt einen Magnetkopf mit dem er – dicht über dem Körper des Patienten – die magnetischen Nanopartikel mit dem Wirkstoff direkt zum Tumor lenkt, was Mediziner Magnetic Drug Targeting nennen. Damit das gelingen kann, waren Mediziner, Maschinenbauer und Roboter-Experten gleichermaßen gefordert.

LÖSUNG

Höchste Sicherheitsvorkehrungen im Klinikalltag

Bereits zu Anfang des Projektes zeigte sich, wie wichtig die Kooperation aller Gewerke ist: Normalerweise bringen Kliniken schwere Großgeräte wie Röntgenapparate oder Tomografen in bestimmten Bauphasen ein, in denen z. B. noch keine Zwischenwände existieren. Im Falle SEON musste der TX200 im laufenden Klinikalltag installiert werden, was im Vorfeld eine gute logistische Planung erforderte. Für den Maschinenbauer MBFZ toolcraft GmbH und seine Partner hieß das: die Wand öffnen, Sockel und vormontierten Roboter ins Gebäude einbringen und Wand wieder schließen. Und das im besten Fall ohne Beeinträchtigung des Klinikalltags.

Um eine Installation des TX200 unter höchsten Sicherheitsstandards zu ermöglichen, wurde der Boden des Behandlungsraums im Vorfeld statisch geprüft und für den Betrieb der zwei Tonnen schweren Konstruktion verstärkt. Nach dem Setzen des Roboters auf die exakt errechnete Position erfolgte der Verguss mit Beton, um höchsten Sicherheitsanforderungen bei Ausnutzung aller Freiheitsgrade gerecht werden zu können.

Mit Anschluss von Elektrik und Steuerung war der TX200 schon nach einigen Stunden nahezu betriebsbereit. Jetzt erfolgte in einem zweiten Projektschritt die Installation/ Programmierung des Roboters durch die Stäubli Experten.

Damit die Ärzte am Erlanger Klinikum den Stäubli Roboter unter Berücksichtigung sämtlicher Sicherheitsaspekte für Ihre Forschung nutzen können, war eine intensive Schulung bei Stäubli notwendig. Zwei Mediziner aus dem Klinikum bekamen am Stammsitz in Bayreuth eine mehrtägige intensive technische Einweisung in die Steuerung und das Bedienpanel des TX200. Das Ziel: Den TX200 am Dummy in der Onkologie sicher steuern und verfahren können, um die Forschung im Bereich Magnetic Drug Targeting voranzutreiben. Den Fokus legten die Roboterexperten bei Stäubli dabei besonders auf das Thema Sicherheit: Anders als im industriellen Umfeld besitzt der TX200 keine Einhausung, die den Bediener schützen kann. Vielmehr ist es bei der Anwendung in der Klinik so, dass Mensch und Roboter gemeinsam auf dichtestem Raum agieren, um den an Krebs erkrankten Patienten optimal behandeln zu können. Ein Novum.