Im Forschungsprojekt TubUS werden Katheter (Kunststoffschläuche) für die Regionalanästhesie entwickelt, die durch innovative Mikrostrukturen im Ultraschall (US) sichtbar sind. Die Lokalisierung des Katheters mit-tels Ultraschall-Verfahren ist wichtig, um das Betäubungsmittel möglichst nah an den Nerv zu injizieren, der die zu behandelnde Region versorgt.
Bei der ultraschallgestützten Regionalanästhesie wird nach der Lokalisierung des zu betäubenden Nervs dem Patienten ein Katheter mittels einer Kanüle (Hohlnadel) gelegt und zu jenem Nerv geführt. Über den Katheter wird im Anschluss ein Anästhetikum (Betäubungsmittel) verabreicht und die örtliche Betäubung setzt ein.
rechts: Punktion einer Kanüle in ein Phantomgewebe (Quelle: Institut für angewandte Biopolymerforschung der Hochschule Hof)
Die Herausforderung hierbei ist die genaue Positionierung des Katheters nach Entfernung der im Ultraschall sichtbaren metallischen Kanüle, da der Kunststoffschlauch mittels Ultraschall-Verfahren schwer zu lokalisieren ist. Dieser Mangel wird aktuell dadurch kompensiert, dass größere Mengen Anästhetika verabreicht oder teurere Röntgenverfahren mit Kontrastmitteln eingesetzt werden, die zu Nebenwirkungen führen können.
Im Projekt TubUS soll gemeinsam mit dem Industriepartner ALPO Medizintechnik GmbH ein erster Demonstrator eines im Ultraschallverfahren sichtbaren Katheters entwickelt werden. Hierzu sollen die Mikrostrukturen im Polymer, an der Oberfläche und an der Schlauchspitze verändert werden. Dies soll zu signifikanten Impedanzunterschieden zwischen Kunststoffschlauch und Gewebe führen. Die Impedanz steht für den Widerstand, den ein Material der Schallausbreitung entgegensetzt. Je größer der Impedanzunterschied von Materialien ist, desto stärker werden Schallwellen an der Grenzfläche der Materialien reflektiert. Dadurch wird die Ultraschall-Visibilität maßgeblich verbessert, womit die Positionierung des Schlauchs nah am Nerv durch die Anästhesisten deutlich erleichtert wird.
Die Ultraschall-Visibilität der entwickelten Schläuche wird in einem in-vitro Versuchsaufbau mit einem Phantomgewebe am Institut für angewandte Biopolymerforschung (ibp) der Hochschule Hof validiert und gegen Projektende unter realen Einsatzbedingungen in den Kliniken Hochfranken (assoziierter Partner) untersucht.
