Harnblasenmodell
Motivation und Projektziel
Bei der benignen Prostatahyperplasie (BPH) handelt es sich um die gutartige Vergrößerung der Prostata, mit der verschiedene Symptome einhergehen. Das Spektrum der Symptome, unter denen Betroffene leiden, reicht von der Harninkontinenz bis hin zur Niereninsuffizienz (Strittmatter, 2021). Der etablierte Standard der BPH-Therapie ist die transurethrale Resektion der Prostata (TUR-P) (Füllhase, 2016) (Padevit, 2019) (Weber, 2019). Bei der TUR-P wird obstruierendes Prostatagewebe iterativ reseziert. Für die Resektion kann unter anderem eine stromführende Schlinge oder eine Plasma-Elektrode verwendet werden. Der Eingriff erfolgt unter endoskopischer Kontrolle und ständiger Spülung mit Kochsalzlösung (Padevit, 2019).
Mit dem in diesem Projekt zu entwickelnden In-Vitro-Modell sollen die Voraussetzungen für eine Verbesserung dieser Eingriffe geschaffen werden. Dies betrifft sowohl die Abläufe, als auch die dabei eingesetzten Systeme, deren Entwicklung mit dem Modell erheblich verbessert werden kann. Das Studium aller die Eingriffe betreffenden Parameter (Plasma, Spülung, Generatorparameter, Elektrodengeometrie, Temperaturen, Drücke etc.) unter reproduzierbaren Bedingungen ermöglicht die Erforschung der Prozesse. Die dadurch geschaffene Entwicklungsumgebung erlaubt die Verifizierung der Konstruktionsvorgaben und die qualitative Beurteilung des Einflusses der Behandlungsparameter.
Lösungsansatz
Das In-Vitro-Modell soll dazu geeignet sein, die TUR-P zu simulieren und oben genannte, den Eingriff betreffende, Parameter zu erfassen. Der vollständige Versuchsaufbau besteht aus Organnachbildungen (Harnblase, Prostata, Penis, Beckenhöhle), einem HF-Generator, einem Resektoskop, einer Peristaltikpumpe und einer Steuerungseinheit. Das Modell ist mit 10 Temperatursensoren ausgestattet, die die Temperaturänderungen während der Resektion der Prostata aufzeichnen. Des Weiteren wird der Druck in der Blase, der während des Eingriffs durch Gasentwicklung entstehen kann, gemessen. Während des gesamten Eingriffs wird die Harnblase mit Kochsalzlösung gespült. Die Kochsalzlösung wird von einer Peristaltikpumpe gefördert und von einem Durchlauferhitzer auf Körpertemperatur aufgewärmt, um die Unterkühlung des Patienten zu vermeiden. Die Steuerung des Volumenstroms und der Temperatur der Spülflüssigkeit erfolgt mit der Software "Labview" in Kombination mit DAQ-Modulen der Firma National Instruments. Das zu ablatierende Prostatagewebe wird in dem Modell durch Schweinegewebe (musculus longissimus dorsi) simuliert. Die Silikon-Harnblase wurde im Gussverfahren hergestellt. Die dafür benötigte Gussform wurde durch 3D-Druck erstellt. Die optimalen Eigenschaften der Blase (Größe, Wärmeleitfähigkeit, Elastizität) wurden mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode simuliert und mit der Literatur abgeglichen. Die Beckenhöhle wird von einem mit Wasser befüllten Tank dargestellt, dessen Temperatur von einem Eintauchsieder in Kombination mit einem Thermostaten geregelt wird.
Quellen
Füllhase, C. (2016). Die transurethrale Resektion der Prostata. Urologe, 55 (11), 1433–1439. doi.org/10.1007/s00120-016-0243-x
Padevit, C. (2019). Operative Therapie: Ist die transurethrale Resektion der Prostata noch Goldstandard?Surgical treatment: is transurethral resection of the prostate still the gold standard? Urologie in Der Praxis, 21 (1), 17–19. doi.org/10.1007/s41973-019-0045-z
Strittmatter, F. (2021). Benigne Prostatahyperplasie: Bis zu welchem Zeitpunkt kann man konservativ behandeln? Benign prostatic hyperplasia: up to what point can one treat conservatively? Journal Für Urologie und Urogynäkologie. Österreich. doi.org/10.1007/s41972-021-00133-x
Weber, M. (2019). Die TUR der Prostata: je größer, desto schneller. Einfluss der Prostatagröße auf die Resektionsgeschwindigkeit, Komplikationen und Morbidität. FU Berlin, Dissertation: https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/24806
