Prothesen und mehr: wichtige altertümliche Erfindungen der Medizin

Während des Mittelalters bestand der Beinersatz aus einem Stück Holz, das als Verlängerung an den Stumpf gebunden wurde. Aus diesen Stelzen entwickelten sich die ersten Prothesen, die ein bewegliches Kniegelenk besaßen. Trotzdem blieb die Holzstelze bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts der meistverwendete Ersatz für ein fehlendes Bein.

Große und kleine Kriege sorgten dafür, dass viele Arme und Beine auf den Schlachtfeldern zurückblieben. Die Zahl der Amputationen stieg und bald reichte es nicht mehr aus, die Menschen mit Ersatzgliedmaßen aus Holz zu versehen. Was bis dahin in den Händen der Handwerker gelegen hatte, wurde zur Herausforderung von Ingenieuren und Medizinern. Vielmehr ging es um technische Lösungen, die die volle Bewegungsfähigkeit wieder herstellen sollten.

Blick in die Gegenwart

Da der Mensch aus seinen Fehlern nicht zu lernen scheint, sorgte der Erste Weltkrieg erneut für eine enorme Nachfrage nach Ersatzgliedmaßen. Jeder Arbeiter wurde gebraucht, um die Trümmer des Krieges zu beseitigen. Ab 1920 begann die Herstellung von Prothesen, die die Bereiche der Biologie, Medizin und Mechanik miteinander vereinten.

Diese Herstellungsweise, die wissenschaftliche Parameter berücksichtigte, gipfelt in heutigen Prothesen, die computergesteuert angefertigt werden. Welchen Weg diese Entwicklung zurückgelegt hat, zeigen Produkte, mit denen man Fahrrad oder Inliner fahren kann. Besonders die Paralympics machen deutlich, welche Lebensqualität Menschen zurückbekommen, wenn Technik sinnvoll und zum Wohl des Menschen eingesetzt wird.

Optische Sehhilfen

Historischer Überblick

Als der arabische Mathematiker und Astronom Ibn al-Haitam auf die Idee kam, dass eine optische Linse durch ihre Krümmung das Sehvermögen verstärken könne, begann die Geschichte der Brille.

Noch im selben Jahrhundert wurde eine Holzfassung gebaut, in die zwei Linsen eingesetzt werden konnte. Durch einen angebrachten Stiel konnte man sich die Brille vor die Augen halten und die Umgebung in schärferer Weise erkennen.

Doch damit war die Entwicklung nicht abgeschlossen. Es war unbequem, nur eine Hand nutzen zu können, während die andere die Linsen halten musste. Die Lösung fand sich in der Bügelbrille, die auf den Nasenrücken geklemmt werden konnte.

Dass Lesehilfen zu Beginn des 15. Jahrhunderts reißenden Absatz fanden, steht mit der Erfindung des Buchdrucks von 1445 in Zusammenhang. Trotzdem schienen Verbesserungen möglich, um den Halt auf der Nase sicherer zu machen. Die Ohrenbrille war erfunden. Durch Bügel gewann die Konstruktion enorm an Halt, sodass die Sehhilfe auch bei aktiver Beschäftigung nicht mehr von der Nase rutschten konnte.

Blick in die Gegenwart

Heute haben wir die Wahl zwischen modischen Brillen in allen Farben und Formen sowie Kontaktlinsen. Die ersten Kontaktlinsen bestanden aus sauerstoffdurchlässigem Glas, das die Gefahr des Zersplitterns in sich barg. Außerdem ist Glas sehr schwer und wurde deshalb durch Hydrogel ersetzt.

Mit dieser Erfindung von Otto Wicherle, begann 1995 die kommerzielle Ära der Kontaktlinsen. Heute geht es bei diesen Produkten darum, den Tragekomfort der harten und weichen Kontaktlinsen ständig zu verbessern. Damit der Mensch kaum noch spürt, dass er sich einer Sehhilfe bedienen muss.

Neben Brillen und Kontaktlinsen werden heute noch weitere optische Hilfsmittel genutzt, um Dinge durch Vergrößerung besser sehen zu können. Dazu gehören verschiedenartige Lupen, die im Alltag wie auch beim Ausüben unterschiedlicher Hobbys eingesetzt werden. Um Dinge aus der Ferne optisch heranzuholen, eignen sich Sehhilfen wie das Fernglas.

Die Injektionsspritze

Historischer Überblick

Die Idee für eine Injektionsspritze entstand Mitte des 16. Jahrhunderts, nachdem William Harvey das Konzept des Blutkreislaufes vorgestellt hatte. Dadurch kam der Gedanke auf, Arzneimittel auf irgendeine Weise in den menschlichen Körper zu bringen, um sie durch den Kreislauf des Blutes im ganzen Körper zu verteilen.

Wurde bis zu diesem Zeitpunkt versucht, Arzneimittel in mechanisch eröffnete Venen zu bekommen, änderte sich dieses Vorgehen ab 1817 mit der Erfindung des Trokars durch den deutschen Chirurgen Carl Ferdinand von Graefe. Dabei wurde eine dreieckig geschliffene Nadel, die von einer Kanüle umgeben war, in die Vene gestochen. Anschließend wurde die Nadel entfernt und die Kanüle verblieb im Gefäß.

In den folgenden Jahrzehnten tauchten Namen wie Charles-Gabriel Pravaz, Francis Rynd oder Alexander Wood auf, die alle auf ihre Weise an der Weiterentwicklung von Injektionsspritzen arbeiteten.

Pravaz erfand die Kolbenspritze mit Glaskörper. Rynd wurde für die Erfindung der Hohlnadel bekannt. Bei dieser lief die Flüssigkeit erstmals innerhalb der Nadel entlang, statt wie bisher an der Außenseite. Wood kombinierte beide Erfindungen und macht es möglich, dass sich die Haut ohne Schnitt durchstechen ließ. Allerdings waren die Injektionsnadeln zu diesem Zeitpunkt noch sehr dick, sodass Einstiche äußerst schmerzhaft waren.

1954 kam die erste Einwegspritze aus Glas auf den Markt. Mit einem Stückpreis von fünf Cent kam nur ein Jahr später die erste Einwegspritze aus Plastik zur Anwendung. Auch an den Kanülen wurden weitere Veränderungen vorgenommen. Sie entwickelten sich zu sogenannten Braunülen, da diese flexiblen Dauerkanülen aus Kunststoff vom deutschen Arzt Bernd Braun erfunden wurden.

Blick in die Gegenwart

Der Schraubmechanismus und der Trokar haben den technischen Fortschritt nicht überlebt. An ihrer Stelle existieren Kolbenhub und Hohlnadel. Die Einwegspritzen waren zwar technisch ausgereift, allerdings ließ sich diese Technik auch für andere Zwecke gebrauchen.

Nachdem Einwegspritzen weltweit verwendet wurden, unterstützt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) seit den 1980er Jahren die Herstellung und den Vertrieb von Sicherheitsspritzen. Die Erklärung ist in der missbräuchlichen Wiederverwendung von Einwegspritzen in den Entwicklungsländern zu finden. Sicherheitsspritzen lassen dagegen nur einmal benutzten, da sie sich nur einmalig aufziehen lassen. Bei den regelmäßig stattfindenden Impfaktionen der WHO werden daher ausschließlich Sicherheitsspritzen verwendet.

Endoskop und Stethoskop

Historischer Überblick Stethoskop

Bis zum Anfang des 18. Jahrhunderts musste ein Arzt sein Ohr an den Körper des Patienten legen, um herauszufinden, was in dessen Inneren vor sich ging. Nur auf diese Weise konnte festgestellt werden, ob Lunge und Herz in Ordnung waren. Dafür brauchte es ein perfektes Hörvermögen, obwohl die Fehlerquote selbst damit noch sehr hoch war. Deswegen war die Erfindung des ersten Stethoskops eine Sensation. Vor allem, wenn man bedenkt, aus welcher Idee dieses Gerät geboren wurde.

Das erste Stethoskop wurde vom französischen Arzt René Laënnec erfunden. Dazu benutzte dieser ein zusammengerolltes Papier, das er als Röhrchen an den Körper des Patienten legte. Auf diese Weise ließen sich Herz- und Lungentöne hören.

25 Jahre später gelang George. P Camman der Bau eines Stethoskops, das mit zwei Ohroliven arbeitete. Diese Variante hielt sich über 100 Jahre und wurde in dieser Zeit nur wenig verändert. Erst 1963 wurde ein Stethoskop von Dr. David Littmann entwickelt, das den heutigen Geräten ähnelte. Mit diesem konnten die Töne des höheren und tieferen Frequenzspektrums aufgefangen werden, so wie es auch bei den Doppelkopf- Stethoskopen der gegenwärtigen Generation der Fall ist.

Blick in die Gegenwart

Heute werden unterschiedliche Stethoskope verwendet, abhängig von ihrem Verwendungszweck. Es wird in elektronische und Kardiologie Stethoskope unterschieden. Aber auch Pädiatrie Stethoskope und Schwestern Stethoskope befinden sich auf dem Markt. Die Stethoskope unterscheiden sich hinsichtlich:

Damit lässt sich den unterschiedlichen Anforderungen Rechnung tragen, die beispielsweise beim Abhören eines Erwachsenen oder eines Kindes bestehen.

Historischer Überblick Endoskop

Im Gegensatz zum Stethoskop und dessen Arbeitsbereich auf der Oberfläche des Körpers, wurde das Endoskop erfunden, um das menschliche Innere zu betrachten. Erste Erwähnungen finden sich bereits im Talmud, wo die innere Inspektion der weiblichen Geschlechtsteile angeführt wurde.

In der Endoskopie wird die physikalische Brechung und Reflektion von Licht genutzt, um Einblicke in den menschlichen Körper zu gewinnen. Um Licht in die Tiefen des Magens und der Speiseröhre zu bringen, beschäftigten sich die Ärzte Keller und Kussmaul mit der Suche nach einer Lösung. Kellers zündende Idee zeigte sich beim Anblick eines Schwertschluckers, der von den Ärzten eingeladen und einem Experiment unterzogen wurde.

Den meisten Menschen war es jedoch nicht möglich, den Würgereiz beim Einführen eines 50 Zentimeter langen Rohres zu unterdrücken. Außerdem reichte die Beleuchtung nicht, um innere Einzelheiten zu erkennen. Im nächsten Schritt wurden die starren Metallrohre verändert. Georg Killing teilte das Instrument in einen starren und einen flexiblen Teil, sodass dieser bis in den Magen geführt werden und man „um die Ecke“ sehen konnte. Der Durchbruch der Entwicklungen kam schließlich mit dem Elektroskop.

Blick in die Gegenwart

Heute lassen sich mithilfe der Endoskopie Magen, Lunge und Darm von innen betrachten. Damit können Krankheits-Diagnosen erstellt und der Verdacht auf krankhafte Gewebeveränderungen bestätigt werden. Kleinere Operation sind mithilfe dieser Technik ebenfalls möglich.

Heute erinnern die dafür eingesetzten Geräte nicht mehr an die Folterinstrumente aus dem Mittelalter. Dünne Metallrohre und biegsame Gummischläuche machen den Weg in den Körper möglich. Zu den neueren Techniken gehört die Kapselendoskopie, bei der eine Kapsel mit Kamera verschluckt wird, die anschließend die Bilder überträgt. Im Rahmen der heutigen Medizin ist die Möglichkeit der Entnahme von Gewebeproben (Biopsie) besonders wichtig.

Das Sphygmomanometer

Historischer Überblick

Das erste Quecksilber-Blutdruckmessgerät (auch Sphygmomanometer genannt) wurde 1896 von Dr. Scipione Riva-Rocci vorgestellt. Die Technik beruht auf der physikalischen Tatsache, dass veränderte Drücke die Konzentration des Quecksilbers verändern. Daher bestand das Gerät aus einer aufblasbaren Blase, die mit einer Quecksilbersäule verbunden war.

Nach dieser Idee arbeiten auch die heutigen Geräte. 1905 wurde die Methode jedoch dahingehend erweitert, dass das Blutdruckmessgerät mit der Verwendung eines Stethoskops kombiniert wurde. So können Blutdruck und Fließgeräusche gleichzeitig analysiert werden.

Neben dem Blutdruckmessgerät mit Quecksilbersäule findet auch ein Gerät Anwendung, das aus einer Federvorrichtung und einer Metallmembran besteht. Die Signale der Manschette werden in Nadelausschläge umgewandelt. Dieses sogenannte Aneroid-Blutdruckmessgerät kommt ohne Flüssigkeit aus und kann in allen Positionen arbeiten. Blutdruckmessgeräte, die auf Quecksilberbasis arbeiten, benötigen dagegen eine waagerechte Position.

Blick in die Gegenwart

Ganz klassisch wird der Blutdruck mit der Methode von Riva-Rocci mit einer Manschette am Oberarm gemessen. Diese Methode kommt bei den meisten Ärzten zum Einsatz, doch Menschen wollen zunehmend selbstständig sein. Neueste Modelle beinhalten einen Sensor und werden wie eine Uhr am Handgelenk getragen. Dieses Gerät misst die Pulswelle und kann aufgrund von mathematischen Modellen den Blutdruck direkt in der Herznähe ermitteln. Wird dieser am Arm gemessen, ist diese Genauigkeit nicht möglich.

25.02.2022