„Der Maschinenbau ist unser wichtigster Partner“

Universitätsspital Basel

Prof. Dr. Hans-Florian Zeilhofer, Chefarzt für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie am Universitätsspital Basel, im Interview über einen neu entwickelten Roboter und die Zukunft der Medizintechnik.

Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Dr. h.c. Hans-Florian Zeilhofer ist Chefarzt für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie am Universitätsspital Basel und am Kantonsspital Aarau. Zudem leitet er das von ihm 2004 gegründete multidisziplinäre Hightech-Forschungs-Zentrum (HFZ) für MKG-Chirurgie am Universitätsspital Basel. Davor war er Oberarzt und Stellvertretender Direktor am Klinikum rechts der Isar der TU München, wo er ebenfalls ein klinisches Forschungszentrum aufbaute.

Herr Prof. Zeilhofer, was sind für Sie als Mediziner die Ziele und Beweggründe, sich intensiv im Bereich der medizinischen Technologieentwicklung zu engagieren?

ZEILHOFER: Wie viele andere Menschen auch, sehe jeden Tag Dinge, die man besser machen könnte. Es hapert aber bei der Umsetzung von Erfindungen in den klinischen Alltag, in ein marktfähiges Produkt.  An der Universität Basel entwickelte sich in den vergangenen Jahren eine hochinnovative Forschung im Bereich der Medizintechnik, basierend auf Spitzenforschung in kleinen, modular aufgebauten, interdisziplinären Teams. Diese Kultur einer Forschung, die fakultätenübergreifend neue Projekte zur Lösung wichtiger Zukunftsfragen angeht, bringt Life Science und Medizintechnik zusammen und forscht so zu Themen wie Robotics, Smart Implants, Internet of the Body oder Mobile Healthcare. Damit Innovation und insbesondere ein „Spirit of Innovation“ an einem Ort entstehen kann, braucht es den treibenden Motor der Universität.  

Sind die Universitäten damit nicht überfordert?

ZEILHOFER: Sie haben recht, es ist eine große Herausforderung. Wenn es jedoch gelingt, die Universität mit den medizinischen Einrichtungen, den Technischen Hochschulen und den mehr angewandt forschenden und ausbildenden Fachhochschulen sowie der Industrie für die Entwicklung neuer Technologien, neuer Berufsbilder und Ausbildungsmodelle zu verschmelzen, wird ein grosses Ecosystem für Innovation entstehen.

Sie haben gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie einen selbstständig Patienten operierenden Roboter entwickelt, der kurz vor seiner ersten Operation eines Menschen steht. Welche Operationen kann dieser Roboter ausführen und was macht den Unterschied zum menschlichen Chirurgen aus?

ZEILHOFER: Ich möchte es vermeiden, den Roboter dem menschlichen Chirurgen als die überlegene Alternative mit Superhuman Precision gegenüberzustellen. Vielmehr ist es, ähnlich der Augmented Reality,. Wir werden uns an den Roboter im Operationssaal gewöhnen, so wie wir  auch das GPS und andere teilautonome Unterstützungssysteme im Automobil akzeptiert und schätzen gelernt haben.

Aber Unterschiede gibt es doch....

ZEILHOFER: Lassen Sie mich das etwas genauer erläutern: Im Prinzip kann ein Roboter alle mechanischen Arbeiten eines Chirurgen ausführen und das mit grösserer Präzision. Der Roboter ist hier gegenüber dem Menschen klar im Vorteil. Allerdings kann der Roboter die intellektuelle Arbeit und die Erfahrung, das implizite Wissen eines Operateurs nicht ersetzen. Weiter kann der Roboter seine Arbeit nicht in einen größeren Kontext setzen und ist so nur limitiert entscheidungsfähig. Ich erlaube dem Roboter deshalb nur spezifische Aspekte einer Operation unter Aufsicht durchzuführen. Im Falle von CARLO, so nennen wir ihn, haben wir ein neuartiges Gerät entwickelt, dass mit Hilfe von Laserlicht Knochen schneidet. Durch neue, sogenannte funktionale Schnittgeometrien, beispiesweise eine im traditionellen Schreinerhandwerk übliche Schwalbenschwanzverbindung anstelle einer geraden Schnittlinie, benötigen wir kaum noch Platten und Schrauben zur Fixation. Die Operationen werden patienten-spezifisch, also massgeschneidert, geplant.  Der Patient ist daher schneller wieder auf den Beinen und wir helfen die Kosten im Gesundheitssystem zu senken. CARLO ist eine Revolution, weil er Robotik mit berührungsfreiem Laserschneiden kombinieren kann.

Wie ist die Resonanz Ihrer Kollegen? In der Vergangenheit gab es bisweilen heftige Kritik an vergleichbaren Initiativen, die zu ähnlichen Veränderungen in der Medizin führen sollten. Werden ärztliche Fertigkeitsverluste befürchtet, die diese neuen Systeme möglicherweise mit sich bringen?

ZEILHOFER: Veränderungen bringen immer Kritik. Das ist gut so, denn nur in einem Diskurs entstehen die optimalen Lösungen. Es ist gut möglich, dass ärztliche, manuelle Fertikeitsverluste mit dieser neuen Technologie einhergehen. Allerdings ist es sehr schwierig, sich dem zu verweigern. Ich bezweifle, dass heute noch viele Menschen wissen, wie man Pferde vor einen Wagen spannt. Etwas, das vor 100 Jahren noch gang und gäbe war. Heute weiß dafür jedes Kind, wie man ein Auto betankt und, vielleicht in einigen Jahren, wie man das Auto an den Strom anschließt und das Fahrtziel einprogrammiert.

Wie mussten bestehende Technologien, z.B. aus den verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus, weiterentwickelt und verändert werden, um diesen Medizinroboter zu realisieren?

ZEILHOFER: Die Roboter, die ursprünglich für repetitive, monotone Tätigkeiten ausgelegt waren, sind nun um ein vielfaches flexibler und in der Bedienung einfacher geworden. Das ist wichtig, denn in der Chirurgie gibt es keine zwei gleichen „Teile“. So sind heutige moderne Roboter, wie wir sie verwenden, taktil und für die Zusammenarbeit mit dem Menschen ausgelegt. Davon profitieren wir Mediziner. Wenn sich ein Patient auf dem OP Tisch bewegt, ist die Taktilität der früheren Roboter in Kombination mit konventionellen mechanischen Instrumenten nicht ausreichend, um eine sichere Operation zu gewährleisten. Der Arzt mit seinen „weichen“ Gelenken kann der Bewegung unmittelbar nachgeben – der Roboter nicht. Diese Latenz könnte zu gefährlichen Situationen führen. Deshalb sind auch neue Instrumente nötig. Mit dem Laserosteotom zum Beispiel haben wir kein physisches Instrument im Körper. Vor jedem Laserpuls wird kontrolliert, ob der Patient noch an der „richtigen“ Stelle liegt. Ist dem nicht so, wird der Licht-Puls nicht ausgelöst. Das ist mit herkömmlichen Instrumenten nicht möglich. Der Patient hat somit kein Instrument im Körper, welches ihm durch die Trägheit des Systems schaden zuführen könnte. Es reicht also aus meiner Sicht nicht, die herkömmlichen Instrumente auf einen Roboter zu montieren und die Bewegungen des Arztes zu kopieren.

Sie sind am HFZ Basel mit einer ganzen Reihe von Forschungsvorhaben befasst. Bei welchen Technologien und Anwendungsmöglichkeiten sehen Sie aktuell die größten Chancen für eine praktische Umsetzung im medizinischen Bereich?

ZEILHOFER: Wir haben eine ganze Reihe von interessanten Projekten bei denen ich hoffe, dass sie den Weg in den OP schaffen. Allerdings liegt mir die Augmented Reality momentan besonders am Herzen. Wir müssen täglich Entscheide am OP Tisch fällen. Der OP Tisch ist ein abgeschottetes Feld, in dem Zugang zu Informationen erschwert ist. Am Tisch ist das Abwägen des „für“ und „wider“ unser täglich Brot. Erfahrung ist somit ein wichtiger Bestandteil unseres Tuns. Die Augmented Reality kann uns bei diesen Entscheidungen unterstützen. Ich sehe daher für die Augmented Reality eine Vielzahl von möglichen Einsatzgebieten, die für uns wie für den Patienten einen erheblichen Mehrwert bringen.

Welche Rolle können hier Maschinenbauunternehmen als Technologieentwickler und Zulieferer einnehmen?

ZEILHOFER: Maschinenbauunternehmen als Technologieentwickler sind unsere wichtigsten Partner. Wir Mediziner wissen um die Einschränkungen, was den menschlichen Körper angeht – nicht aber um Möglichkeiten und Grenzen in der technischen Entwicklung. In meinem Verständnis ist es besonders wichtig, dass verschiede Leute mit unterschiedlichen Kompetenzen zusammenkommen und eine gemeinsame Sprache sprechen. Ich fördere das aktiv am Innovations- Standort Basel. Ich habe den Eindruck, vielen Technologieunternehmen fehlt es an der Vernetzung mit anderen Disziplinen. Sie benötigen ein kreatives Umfeld, das ihnen einen Perspektivenwechsel ermöglicht.

Hat die relativ junge Technologie des 3-D-Drucks die Medizin bereits verändert und was ist in den kommenden Jahren in diesem Bereich zu erwarten?

ZEILHOFER: Ja, der 3D-Druck fängt an, die Medizin zu verändern. Wir verwenden für viele Operationen Bor- und Schnittschablonen aus 3D Druckern. Weitere Instrumente werden folgen und auch Implantate, die aus Titanpulver gedruckt  werden, sind schon erhältlich. Ich bin der Überzeugung, dass wir vom 3D Druck noch viel zu erwarten haben und sich die Technologie in der Medizin durchsetzen wird. Die Ärzte werden künftig maßgeschneiderte Implantate mit intuitiver, intelligenter Software selbst designen und in eigenen medizinischen Druckzentren im Verbund mit der Industrie und Krankenhäusern auch herstellen. Die Medizintechnikbranche wird sich durch den 3D-Druck radikal verändern.

Was denken Sie, wann werden Entwicklungen im Bereich des 3-D-Bioprintings den Weg in den humanen Einsatz finden?

ZEILHOFER: Vielleicht in 5-10 Jahren, experimentell funktioniert das schon sehr gut und die Zyklen für disruptive Innovationen werden kürzer. Nicht zuletzt weil es bessere Förderprogramme gibt, die gemeinsam von Staat und Privatwirtschaft angekurbelt werden.

Welche allgemeinen Hemmnisse bei der Einführung neuer Technologien in der Medizin sehen Sie aktuell und wären neue Richtlinien und Regeln Ihrer Meinung nach für deren medizinische Anwendung notwendig?

ZEILHOFER: Ich denke nicht, dass viele zusätzliche neue Richtlinien und Regeln notwendig sind. Sie zu erfüllen, bindet viele Ressourcen und ist teuer. Und wer Schindluderei treiben will, der schafft das auch – egal welche Regularien vorgegeben sind. Dies sieht man auch in anderen Industriezweigen. Unsere Gesellschaft braucht dringend eine innovative Medizintechnik, die aus einem Pool von vielen kreativen Köpfen schöpfend die Errungenschaften zeitnah umsetzen kann. Deshalb sollte die Regulierung meiner Meinung nach nicht weiter zunehmen. Meiner Erfahrung nach ist mehr Regulierung nicht gleich zu setzen mit mehr Sicherheit. Auch wenn die Intention von der Politik gut gemeint ist, so ist der Nutzen doch begrenzt und erschwert die Arbeit aller seriösen Unternehmen – was wiederum zu mehr Kosten führt. Die Politik wäre gut beraten, in diesen Fragen stärker auf die Vertreter der kleinen und mittleren Unternehmen zu hören. Sie und die Universitäten sind es, die die Innovationen vor allem vorantreiben, die unsere Gesellschaft so dringen für die Bewältigung der Zukunft benötigt.

Herr Prof. Zeilhofer, wir danken Ihnen für das Gespräch