R. J. Dwayne Miller – “Picosecond Infrared Laser for Scarfree Surgery with Preservation of the Tissue Structure and Recognition of Tissue Type and Boundaries“ (SUREPIRL)

R. J. Dwayne Miller – “Picosecond Infrared Laser for Scarfree Surgery with Preservation of the Tissue Structure and Recognition of Tissue Type and Boundaries“ (SUREPIRL)

Ist es möglich, mittels moderner Laserchirurgie praktisch narbenfrei zu operieren? 

Gestartet an der Universität Hamburg, ist dieses „ERC Advanced Grant“-Projekt aus dem 7. EU-Forschungsrahmenprogramm seit Januar 2014 am MPSD angesiedelt. Kooperationspartner ist seit Beginn das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE). Das Gesamtbudget beträgt ca. 2,5 Mio. € für eine Laufzeit von fünf Jahren.

Unter der Leitung von R. J. Dwayne Miller arbeiten die Forschungsgruppen an einem neuartigen Laserchirurgiekonzept: Picosekunden-Infrarot-Laser (PIRL) werden dabei zu chirurgischen und diagnostischen Instrumenten so weiterentwickelt, dass sich nach Operationen kein Narbengewebe bildet. Dies stellt die erste Methode überhaupt dar, die praktisch narbenfreie Operationen ermöglicht.

Im gepulsten Hochpräzisionslaserstrahl verdampft das Gewebewasser schlagartig, und zusammen mit dem Wasserdampf wird biologisches Material von der Gewebeoberfläche entfernt. Diese Moleküle wie z.B. Proteine gehen dabei schneller in die Gasphase über, als ihre Zersetzung stattfinden kann, so dass das Gewebe mittels hochempfindlicher Massenspektrometrie sehr genau auf Erkrankungen wie Krebs hin untersucht werden kann. In diesem Projekt  konnte die absolute Grenze (eine einzelne Zelle) der minimalinvasiven Chirurgie erzielt werden, und mit der beschriebenen Technologie könnten auch niedrigste Nachweisgrenzen in der Biodiagnostik erreicht werden. Die Forschungsarbeiten insbesondere im Bereich der Gewebeanalytik werden gemeinsam mit dem Heinrich-Pette-Institut (HPI) in Hamburg durchgeführt.

Im Rahmen des daran anknüpfenden Proof of Concept-Projektes CoPIRL wurde darüber hinaus eine kompaktere Version des PIRL-Lasers mit höherer Leistung und verbesserter Strahlqualität entwickelt. Die Wissenschaftler versuchen das Konzept zur Marktfähigkeit führen, um kommerzielle chirurgische und biodiagnostische Anwendungen zu eröffnen.

Die Projektarbeiten bieten Aussicht auf eine zukünftige Chirurgie mit vollem Erhalt der Gewebefunktion sowie einem frühestmöglichen Erkennen krankhafter Veränderungen.

http://www.surepirl.eu

Kurzbiografie 

R. J. Dwayne Miller wurde 1956 in Winnipeg, Kanada, geboren. Er studierte ab 1974 an der Universität von Manitoba, wo er 1978 einen Bachelor of Science ablegte. Im selben Jahr wechselte er an die Universität Stanford in Kalifornien, USA, wo er 1983 promovierte. Direkt im Anschluss nahm er eine Stelle als Assistenzprofessor an der Universität von Rochester, USA, an. In den Jahren 1983 und 1984 verbrachte er dann einen Forschungsaufenthalt als NATO Science Fellow an der Universität Joseph Fourier im französischen Grenoble. Anschließend setzte er seine wissenschaftliche Karriere im Bereich ultraschnelle Optik an der Universität von Rochester fort, wo er ab 1988 Associate Professor und ab 1992 Full Professor für Chemie und Optik war.

1995 wechselte Miller als Professor für Chemie und Physik an die Universität Toronto, Kanada, auf den Lumonics NSERC Forschungslehrstuhl für Quantenoptik. Während dieser Zeit war er zudem Direktor des „Ontario Laser and Lightwave Research Centre”, sowie Direktor von „Photonics Research Ontario“.

2005 wurde Miller Gründungsdirektor des „Institute for Optical Sciences“ an der Universität Toronto. 2007 erhielt er in Toronto den Status eines Distinguished University Professor und erhielt den Distinguished Faculty Forschungslehrstuhl für Chemische und Biologische Physik.

Ab 2010 war Miller zudem Direktor der Max-Planck-Forschungsgruppe für Strukturelle Dynamik an der Universität Hamburg im „Center for Free-Electron Laser Science“ (CFEL). Seit Januar 2014 ist Miller einer der Gründungsdirektoren des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg, welches aus dieser Forschungsgruppe hervorging.

Im Rahmen seiner weiterhin bestehenden Anbindung an die Universität Toronto betreibt er eine gemeinsame, internationale Forschungskooperation. 2014 leitete er schließlich eine Initiative zur Etablierung des CIFAR Forschungsprogramms im Bereich Molekulare Architektur des Lebens, welches sich mit der Frage nach den Grundlagen von lebendigen Systemen beschäftigt.

Kontaktdaten

Prof. Dr. R. J. Dwayne Miller
Direktor der Abteilung „Dynamik in atomarer Auflösung“ am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie; Professor für Chemie und Physik an der Universität Toronto; Professor für Physik an der Universität Hamburg
Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie
Luruper Chaussee 149
22761 Hamburg
Telefon: +49-(0)40-8998-6200
E-Mail: dwayne.miller@mpsd.mpg.de