Die vergessenen Biomedizintechniker

Die Geschichte der Biomedizintechnik ist voller verborgener Schätze und in weiten Teilen unbekannt. Einer dieser unterbewerteten Schätze war der bekannte muslimisch-andalusische Chirurg al-Zahrawi (in Europa bekannt als Abulcasis). Er war ein überragender Chirurg und zugleich ein richtiger Innovationsmotor im Bereich der Biomedizintechnik: Er erfand viele chirurgische Instrumente, die in der griechisch-römischen Geschichte unbekannt waren.

Dabei reicht die Geschichte der Biomedizintechnik bis in die Frühzeit der Menschheitsgeschichte zurück. So sollen bspw. schon die alten Ägypter in der Frühantike Prothesen benutzt haben, und die alten Azteken sollen mechanische Werkzeuge zur Entfernung von Zahnkaries verwendet haben. Das 20. Jahrhundert markiert den Beginn des Aufblühens der Biomedizintechnik. In der Zwischenzeit aber gab es zahlreiche wichtige Innovationen, die die spätere Blütezeit der Biomedizintechnik erst ermöglicht haben.

Al-Zahrawi steht dabei an einer Schlüsselstelle. Kaum eine Persönlichkeit hat die Chirurgie, vor allem durch ihre Erfindungen, so geprägt wie er. Diese Abhandlung erklärt einige seiner wichtigen Innovationen, Fachgebiet für Fachgebiet, von der Geburtshilfe über die Urologie und die Unfallchirurgie bis in die Zahnheilkunde; und sie stellt ihm einen zweiten, noch weniger bekannten Erfinder an die Seite, den Augenarzt al-Halabi aus Aleppo, dessen Instrumententafel bis heute erhalten ist.

Geburtshilfe und Gynäkologie

Al-Zahrawi erfand bspw. ein neues Vaginal-Spekulum. Er nutzte dies u. a. zur Entfernung eines toten Fötus. Sein Zweiblatt-Dilatator-Spekulum ähnelte einer Buchpresse und war mit einer Schraubvorrichtung ausgestattet, um die löffelartigen Äste zum Erweitern des Genitaltrakts aufzuschrauben. Die Schrauben wurden aus Ebenholz, Elfenbein oder Buchsbaumholz hergestellt; der Abstand zwischen den Ästen wird je nach Drehrichtung der Schrauben vergrößert oder verengt.

Er legte die Maße für die Länge der einzelnen Komponenten seines Spekulums klar definiert fest. Die hölzerne Basis jedes Spekulums betrug ungefähr anderthalb Spannen (etwa 33 cm, wenn wir bedenken, dass eine Spanne der Abstand ist, der mit einer menschlichen Hand von der Spitze des Daumens bis zur Spitze des kleinen Fingers gemessen wird). Zusätzlich gab er an, dass die Längen der löffelartigen Äste vergleichbar mit der Scheidentiefe sein sollten, also etwa eine halbe Spanne (11 cm) oder etwas mehr. Falls die Äste länger als die Scheidentiefe waren, schlug er vor, Polster an den Kontaktstellen der Äste anzubringen, um das vollständige Einführen der Äste zu vermeiden.

Außerdem konnte das Spekulum zur Entfernung abnormer Vergrößerungen in der Gebärmutter verwendet werden. Nach dem Aufsetzen des Spekulums wurde ein breites Skalpell (Arabisch: nashl) verwendet, um die Schwellungen einzuschneiden. Al-Zahrawis Spekulum unterscheidet sich deutlich von denen der Antike (Archigenes und Soranus von Ephesus), sowohl in den verwendeten Materialien als auch im Wirkprinzip.

Al-Zahrawi war auch der erste Chirurg, lange vor der berühmten Familie Chamberlen, der ein Cephalotribe (Arabisch: mishdakh) verwendete. Das Cephalotribe war eine Art grobe Geburtszange (Arabisch: kalaleeb). Der Mishdakh hatte einen gezackten Zangenkopf und sehr starke Griffe. Außerdem beschrieb er einen anderen Typ von Zangeninstrument mit geradem Zangenkopf; letzteres ähnelt dem modernen Kranioklasten.

Al-Zahrawi verwendete darüber hinaus einen Haken mit zwei Hörnern (Arabisch: sinnarah that al-shaukatain), um einen toten Fötus aus der Gebärmutter zu entfernen. Die Hörner waren scharf und nach außen gebogen. Sie sind mit einem dicken Griff verbunden, um Schäden am Haken beim Herausziehen des Fötus zu vermeiden. Er war ein Pionier, der Glas oder einen Spiegel benutzte, um reflektiertes Sonnenlicht zur Untersuchung des Gebärmutterhalses zu nutzen.

Al-Zahrawis Innovationen im Bereich der Urologie

Al-Zahrawis Beiträge waren ein wichtiger Einschnitt in der Entwicklung der modernen Urologie. Er wird von vielen als Gründer der Lithotripsie angesehen. Die chirurgische Zange, das Skalpell und die Metall-Sonde (Arabisch: mirwed) waren allesamt Innovationen al-Zahrawis, die bei der Lithotripsie verwendet wurden und die Risiken bei den Blasensteinoperationen reduzierten. Die Zange wurde verwendet, um große Steine innerhalb der Blase des Patienten zu zerkleinern und sie allmählich zu entfernen: Sie war wie ein einfacher Lithotrit. Eine Modifikation von al-Zahrawis Zange wurde im 18. Jahrhundert von Andreas A. Cruce vorgenommen, als er den manuellen Druck auf den Griff durch eine Schraubenaktion ersetzte. Im 19. Jahrhundert modifizierte Heurteloup die Klingen von al-Zahrawis Lithotrit.

Zur Entfernung von Harnsteinen im Bereich der Harnröhre benutzte al-Zahrawi einen Bohrer, um die Steine zu zertrümmern und sie dann zu entfernen. Der Bohrer wurde aus Damaszener Stahl hergestellt, mit einem scharfen, dreieckigem Ende und einem Holzgriff. Al-Zahrawi drehte die kleine Bohrmaschine mit seinen Händen, um den Stein zu durchbohren; dadurch konnte der Stein entfernt und die Blase gespült werden. Rigal de Gaillac, Fournier de Lempdes und Franz von Gruithuisen verwendeten Bohrmaschinen, die al-Zahrawis Bohrmaschine sehr ähnlich waren.

Die Metallsonde war ein Diagnoseinstrument, das verwendet wurde, um das Vorhandensein von Steinen in der relativ großen Blasenhöhle vor Beginn einer perinealen Cystolithotomie-Operation zu bestätigen. Das Skalpell wurde von al-Zahrawi ebenfalls in der Lithotripsie benutzt, um einen Einschnitt im Bereich zwischen Anus und Hoden zu machen. Es unterscheidet sich von dem Skalpell, das Meges von Sidon im ersten Jahrhundert verwendete: Bei diesem war die obere Kante nicht scharf, sondern breit und dick, damit der Chirurg Druck darauf ausüben kann, während die untere Kante halbkreisförmig und scharf zum Schneiden war. Al-Zahrawis eigenes Lithotomie-Skalpell dagegen hatte zwei scharfe Schneidekanten. Marianus Sanctus und Cheselden verwendeten Skalpelle, die al-Zahrawis Design sehr ähnelten.

Katheter und Spritze

Eine weitere Innovation al-Zahrawis im Bereich der Urologie war ein von ihm entwickelter Katheter. Dieser Katheter war im Vergleich zu den S-förmigen Kathetern Galens gerade. Al-Zahrawis Katheter bestand aus einem silbernen Rohr mit winzigem, trichterförmigem Ende. Das Rohr ist schmal, glatt, hohl und lang (ungefähr anderthalb Spannen, also 33 cm). Das Rohr wurde vor der Einführung in den männlichen Harntrakt geschmiert. Ein doppelter Faden wurde verwendet, um ein Stück Baumwolle oder Wolle zu halten, das in das becherähnliche Ende des Katheters eingeführt wurde. Nachdem die Blase erreicht war, wurde der Baumwoll- oder Wollstopfen durch das Rohr zurückgezogen, um die Blase zu spülen.

Al-Zahrawi erfand auch den ersten Prototyp einer Spritze, lange vor Christopher Wren (1632-1723). Seine Spritze (Arabisch: zarraqah) stellte er aus Silber oder Elfenbein her. Die Spritze bestand aus einer langen, schmalen Kanüle, einem breiteren, geraden zylindrischen Fass und einem Kupferkolben. Das Ende der Kanüle enthielt drei Löcher und hatte den Durchmesser der Breite des Harntrakts. Wie bei heutigen Spritzen wurde der Kolben gedrückt, um flüssige Medikamente in die Blase zu verabreichen. Die Spritze wurde zur Injektion von Medikamenten zur Behandlung von Geschwüren, Blutgerinnseln oder Entzündungen in der Harnblase verwendet.

Al-Zahrawi beschrieb eine weitere Spritze (Arabisch: Mihqan), die zur Behandlung der Hydrozele verwendet wurde. Diese Spritze hatte einen ballonartigen Schlauch anstelle des Kolbens; der Schlauch ist mit einem starken Stück Schnur am Schaft befestigt. Al-Zahrawi war auch der Erste, der einen Penisbruch beschrieb und behandelte. Er führte den Penis in eine Kanüle ein. Danach wurde der Penis verbunden.

Medizintechnische Innovationen im Bereich Pädiatrie

Al-Zahrawi verwendete Scheren (Arabisch: Miqass) bei der Beschneidung von Jungen. Die Form der Schere war flach, scharf und gerade, mit einem gehärteten Drehpunkt. Die Griffe und die Klingen der Schere waren gleich lang, damit sie für die Finger, die sie hielten, praktikabler waren. Die chirurgische Schere ist eine arabische Erfindung, die vermutlich von al-Zahrawi stammt, da sie vor seiner Arbeit an anderer Stelle nicht beschrieben wurde.

Al-Zahrawi benutzte außerdem ein ringförmiges Kauter, um Rückenschmerzen im Bereich um die Lendenwirbel bei Kindern zu behandeln. Ein weiteres Kauter wurde angewendet, um den oberflächlichen Bereich um den Ischiasnerv zu behandeln. Es ähnelt dem zuvor beschriebenen Kauter, verfügt jedoch über mehr Ringe mit kleineren Durchmessern, die miteinander verbunden sind.

Zur Behandlung eines infantilen Hydrozephalus wurde ein Skalpell verwendet. Die Funktion des Skalpells bestand darin, die vordere Fontanelle zu öffnen und die intrakranielle Flüssigkeit zu entleeren. Ein weiterer Skalpelltyp wurde für einen tieferen T-förmigen Schnitt angewendet, wenn sich die Flüssigkeit zwischen dem Knochen und den Hirnhäuten angesammelt hatte. Ein äußerst feines Skalpell wurde verwendet, um die Harnröhre bei Hypospadie oder Harnröhrenstenose zu erweitern; al-Zahrawi verwendete eine dünne Blei-Kanüle in der Harnröhre, um sie offen zu halten. Seine Verfahren ähnelten den Verfahren von Paul von Aegina und Galen, nur dass al-Zahrawi ein Bleirohr anstelle eines festen Stabs benutzte.

Bei Nasenpolypen wurde ein dickes, verknotetes Leinengarn mit einer Sonde in die Nase eingeführt, bis es durch den Mund herauskam, und der Polyp wurde mit einem Haken entfernt. Al-Zahrawi benutzte darüber hinaus einen Haken und ein feines Skalpell zur Entfernung von Zysten unter der Zunge im Frühstadium; danach wurde die Wunde kauterisiert. Klistierspritzen wurden zur Verabreichung von Einläufen bei Kindern verwendet. Bei einer Hasenscharte (Lippen-Kiefer-Gaumenspalte) führte al-Zahrawi eine Kauterisation durch und vernähte anschließend die Ränder. Die Technik wurde bis zum 18. Jahrhundert durchgeführt.

Al-Zahrawis Beiträge zur Kauterisation

Al-Zahrawi erweiterte das Feld der Kauterisation erheblich. Er verwendete mehr als 50 Arten von Kauterien (Metalle und ätzende Medikamente) zur Behandlung verschiedener Krankheiten und erklärte den Vorteil der Verwendung von heißen Metallkauterien gegenüber ätzenden Medikamenten. Er wies darauf hin, dass das benachbarte Gewebe unweigerlich geschädigt wird, wenn letztere verwendet wurden.

Die Formen der von al-Zahrawi erfundenen Kauterien waren den jeweiligen anatomischen Zielbereichen des Körpers angepasst. Die für Rückenschmerzen und Kopfschmerzen verwendeten Kauterien sahen zum Beispiel aus wie ein Nagel, und die für die Nase verwendete Kauterie ähnelte einer Säge. Er stellte aus Eisen eine Kauterie (Arabisch: mikwah zaytuniyah) zur Behandlung von Epilepsie und Hydrozephalus her; die Spitze ähnelte einem Olivenkern. Die Form der Spitze der Kauterie bei Wassersucht ähnelte einem Schnabel und wurde vertikal aufgetragen, um den Flüssigkeitsabfluss zu ermöglichen. Al-Zahrawi verwendete Tinte, um die genaue Stelle für die Kauterisation zu markieren. Die Form der Kauterie zur Behandlung einer Lippen-Kiefer-Gaumenspalte ähnelte einem Messer. Die erste Erwähnung und Beschreibung von Hämophilie wurde al-Zahrawi zugeschrieben, der die Kauterisation bis zur Beendigung von Blutungen empfahl, falls diese auftraten.

Al-Zahrawis Vorgänger bevorzugten Gold als Material für Kauterien. Er dagegen sah die Nachteile der Verwendung von Gold. Einer seiner Kritikpunkte war, dass Gold sich manchmal aufgrund von Überhitzung verflüssigen kann. Der richtige Grad an Hitze für die Kauterisation kann aufgrund der rötlichen Farbe von Gold nicht ermittelt werden. Gold kühlt sich zudem sehr schnell ab. Er wies daher darauf hin, dass Eisen besser als Gold als Material für Kauterien geeignet ist.

Seine Bevorzugung von Eisen für die Kauterisation steht im Einklang mit der modernen Wissenschaft, da der Schmelzpunkt von Eisen bei 1.535 Grad Celsius liegt, während der von Gold bei 1.063 Grad Celsius liegt. Seine Empfehlung spiegelt seine scharfsinnigen experimentellen Beobachtungen wider. Er schrieb, dass Eisen beim Erhitzen erst rot wird und später weiß. Er erklärte, bei der Kauterisation rotglühendes Eisen (nicht weißglühendes Eisen) zu benutzen, da rotglühendes Eisen das Gewebe koaguliert, während weißglühendes Eisen zerspringt.

Al-Zahrawis Innovationen im Bereich der Unfallchirurgie

Al-Zahrawi diagnostizierte Schädelfrakturen, indem er die Kopfhaut rasierte und mit Tinte markierte, wodurch die dünnen linearen Brüche sichtbar wurden. Die kleinen gebrochenen Knochen behandelte er mit einem nicht einsinkenden Trepan, einer Säge (Arabisch: Minshar), geeigneten Pinzetten und einem Meißel. Trepane mit verschiedenen Tiefen wurden verwendet, um der Dicke des Schädels des Patienten zu entsprechen, einschließlich eines kreisförmigen Randes als Sicherheitsmaßnahme. Der Abstand zwischen den Öffnungen, die durch den Trepan gemacht wurden, betrug etwa die Dicke einer Sonde (etwa 7 mm). Scharfe Eisensägen verbanden die Öffnungen, mit Griffen aus Buchenholz und nahezu kreisförmigen Klingen. Größere Sägen wurden verwendet, falls die kleinen, feinen Sägen nicht wirksam waren.

Al-Zahrawi betonte, dass der Chirurg äußerste Sorgfalt walten lassen sollte, um das Eindringen der Dura Mater durch den Trepan oder die Säge zu verhindern. Nachdem er die eingedrückten Knochen mit Pinzetten entfernt hatte, verwendete er einen schlanken Meißel, um die Unebenheiten in den kreisförmigen Rändern des durchdrungenen Schädelknochens zu glätten. Guy de Chauliac folgte den Verfahren al-Zahrawis, indem er direkte kreisförmige Trepanationen vermied.

Im Falle von inneren Nasenfrakturen legte er ein Tuch in jedes Nasenloch, um die Frakturen in der richtigen Position zu halten. Die Tücher hatten die Form keilförmiger Zelte und waren aus Leinen hergestellt. Er erfand eine hölzerne orthopädische Bank, um Gliedmaßen bei der Behandlung von Dislokationen der Rückenwirbel und von Gliedmaßenfrakturen zu dehnen.

Al-Zahrawi entwickelte außerdem verschiedene Arten von Schienen (Arabisch: jabira) für einfache und komplexe Brüche:

• Die Trapezschiene wurde bspw. bei der Behandlung von Oberarmbrüchen verwendet. Die Schiene bestand aus einem glatten, dünnen Stab in Form eines Bogens mit zwei Schnüren, die jeweils an einem Ende des Stabs befestigt sind.
• Kugelschienen wurden für kleine Handbrüche verwendet.
• Mörser-Schienen wurden zur Behandlung von Schulterluxationen eingesetzt; hier fügte er dem Gips Ei und Mehl hinzu, um die Schulter besser in Ruheposition zu fixieren.
• Einen Femurschaftbruch behandelte er, indem er das Knie mittels Koaptationsschiene in Flexionsstellung brachte.

Innovationen im Bereich der HNO-Medizin

Al-Zahrawi verwendete einen Zungenspatel, einen Haken und eine Mandel-Guillotine, um geschwollene Mandeln zu entfernen. Der Zungenspatel war dünn und aus Silber oder Bronze gefertigt; er wurde verwendet, um den Mund offen zu halten. Der Haken wurde während des Präparationsprozesses verwendet, um die Mandel festzuhalten. Die Mandel-Guillotine bestand aus gehärtetem Eisen oder Stahl und ähnelte einer Schere, hatte jedoch quere scharfe Enden. Falls diese Art von Guillotine nicht verfügbar war, schlug er die Verwendung eines gebogenen Skalpells vor, mit scharfer konkaver und stumpfer konvexer Seite. Die gleichen Instrumente und Verfahren konnten verwendet werden, um ein verlängertes Zäpfchen oder Rachentumoren zu entfernen. Es wird vermutet, dass al-Zahrawis Guillotine die erste Art chirurgischer Schere war.

Der Zungenspatel konnte auch verwendet werden, um einen Fremdkörper aus dem Hals oder der Speiseröhre zu entfernen, indem die Zunge immobilisiert wurde, um das Sichtfeld so weit wie möglich zu vergrößern. In Fällen, in denen der Fremdkörper noch unsichtbar war, wurde ein Gatherer verwendet. Der Gatherer bestand aus Blei und war etwas dicker als eine Sonde (etwa 7,1 mm). Er war wie eine Schere geformt, mit einem gebogenen, scharfen, rauen Ende. Al-Zahrawi führte den Gatherer sanft in den Hals des Patienten ein, während dessen Kopf nach hinten geneigt war. Er schob den Gatherer nach unten, bis der Fremdkörper vom Gatherer erfasst wurde. Dann zog er den Gatherer, bis der Fremdkörper aus dem Hals entfernt war. Er bemerkte, dass der Arzt äußerst vorsichtig vorgehen sollte, um nicht den Kehlkopf zu berühren, da dies Husten verursachen könnte. Außerdem empfahl er, dass der Patient den Gatherer selbst in den Hals einführen sollte (unter Aufsicht des Arztes), da der Patient den genauen Ort der Blockade besser kennt.

Bei Schilddrüsentumoren beschrieb al-Zahrawi, wie man eine Punktion der Drüse mit einem Instrument durchführt, das schon sehr wie eine moderne Aspirationsnadel aussah. Diese Technik wurde verwendet, um die verschiedenen Ursachen von Strumen zu unterscheiden. Er verwendete darüber hinaus einen spitzen Kauter bei der Kauterisation, um Ohrschmerzen zu behandeln; mehrere Punkte an der Ohrmuschel wurden dabei kauterisiert. Er verwendete ein feines Skalpell (Arabisch: mibdaa raqiq), um einen Fremdkörper zu zermalmen, der ins Ohr gelangt war und aufgrund von Feuchtigkeit angeschwollen war. Eine von ihm erfundene Kolbenspritze wurde benutzt, um Medikamente ins Ohr einzuführen. Er verwendete Pinzetten (Arabisch: gift), um Fremdkörper aus dem Gehörgang zu entfernen. Fremdkörper wurden mit einer Metallkanüle aus dem äußeren Ohr abgesaugt. Diese Kanüle wurde auch verwendet, um Schäden an den umliegenden Geweben im Rachen oder Mund im Falle einer Kauterisation zu verhindern.

Medizintechnische Innovationen in der Augenheilkunde

Al-Zahrawi verwendete eine Nadel, ein Pferdeschwanzhaar und eine scharfe, glatte Klinge zusammen mit einem Skalpell (Arabisch: mibdaa) zur Behandlung des Pterygiums (Arabisch: azzafra). Ein Pterygium (Flügelfell) ist eine gutartige, degenerative Gewebewucherung der Bindehaut, welche in Richtung der Hornhaut wächst. Die Nadel wurde unter das Pterygium eingeführt, um es anzuheben. Dann wurde das Pferdeschwanzhaar unter die Nadel eingeführt, um das Pterygium außerhalb der Hornhaut abzusägen. Das Pferdeschwanzhaar wurde verwendet, da die Technologie zu dieser Zeit kein künstliches Instrument von der gewünschten Dicke und Schärfe herstellen konnte. Die Klinge wurde verwendet, um das Pterygium anzuheben und abzutragen sowie Verwachsungen des Augenlids zu spalten. Al-Zahrawi verwendete das Skalpell, um Verwachsungen in dem inneren Augenwinkel zu entfernen und das Pterygium abzuschneiden.

Er beschrieb eine besondere Kauterisationsform, die er bei Trichiasis (in falsche Richtung wachsende Wimpern) anwendete. Die Haarwurzeln am Augenlid wurden verödet, um Reizungen der Hornhaut durch die nach innen wachsenden Wimpern zu stoppen. Dieselbe Kauterisation wurde zur Entspannung des oberen Augenlids angewendet. Die erforderliche Länge der Verödung entsprach der Länge des Augenlids; die erforderliche Dicke der Verödung betrug ein Drittel der Dicke der Haut. Er verwendete ein Augenspekulum mit drei stiftförmigen Vorsprüngen, um das obere Augenlid während der Kauterisation aufzuhalten. Olivenöl wurde auf die Kontaktstellen der Vorsprünge gegeben, um Augenschäden zu vermeiden.

Er verwendete eine Sonde, ein bis zwei kleine Haken und einen kleinen Spießer bei der Behandlung des Symblepharons (Arabisch: Iltisaq). Das Symblepharon ist eine Verwachsung der Augenlider mit der bulbären Bindehaut des Auges aufgrund von krankhaften Entzündungen (okuläres Pemphigoid) oder von Verätzungsunfällen. Die Spitze der Sonde oder des Hakens wurde verwendet, um das Augenlid nach außen zu wenden. Der Spießer wurde verwendet, um die Verwachsungen zu lösen und zu entfernen. Er verwendete eine spezielle Nadel (Arabisch: Miqdah) bei der Behandlung von Katarakten und Hypopyon (entzündliches Eiter in der vorderen Augenkammer). Die Nadel hatte eine kleine spitze Spitze.

Al-Halabi und die Instrumententafel von Aleppo

Ein weiterer wichtiger Medizintechniker im Bereich der Augenheilkunde war der bekannte Augenarzt al-Halabi gewesen, der zahlreiche chirurgische Instrumente zur Behandlung verschiedener Augenerkrankungen erfunden hatte. Er beschrieb und bildete seine chirurgischen Instrumente in seinem Buch „Kitab al-Kafi fi al-Kuhl“ ab. Das Buch zeigt u. a. verschiedene fortgeschrittene medizinische Techniken und Werkzeuge. Seine unschätzbaren Kommentare spiegeln seine tiefen experimentellen Beobachtungen auf dem Gebiet der Augenheilkunde wider. Wie al-Zahrawi repräsentiert auch al-Halabi ein wichtiges Glied in der Kette der Geschichte der Biomedizintechnik.

Al-Halabi (vollständiger Name: Khalifah ibn Abi al-Mahasin al-Halabi) wurde nach der nordsyrischen Stadt Aleppo (Arabisch: Halab) benannt, einer Stadt, die im Mittelalter vor der mongolischen Invasion (1260 n. Chr.) für ihren blühenden Handel und Reichtum bekannt war. Er hat die meiste Zeit seines Lebens dort verbracht. Al-Halabi hatte sehr breites Wissen über verschiedene medizinische Wissenschaften. Laut dem bekannten deutschen Medizinhistoriker und Augenarzt Hirschberg war al-Halabi der erste Augenarzt, der einen Magneten verwendet hatte, um einen metallischen Fremdkörper aus dem Auge zu entfernen, nachdem eine Nadel während einer Operation im Auge eines Patienten gebrochen war. Er erkannte, dass ein medizinisches Instrument aufgrund seiner Nichtverfügbarkeit durch ein anderes ersetzt werden kann.

In seinem Werk Kitab al-Kafi fi al-Kuhl beschrieb er sechsunddreißig augenchirurgische Instrumente und stellte sie bildlich in Form einer Tabelle dar. Diese Tabelle galt als gut organisiert: Jedes chirurgische Instrument hatte in der Tabelle seinen speziellen Rahmen, wo es mit Namen, mit Art der Verwendung sowie bildlich dargestellt wurde.

Was die Vorgänger beigetragen hatten

Einige dieser Instrumente waren bereits früheren muslimischen Augenärzten bekannt und wurden von ihnen verwendet. Zum Beispiel empfahl al-Razi (gest. 925 n. Chr.) das chirurgische Instrument der Rosenblattnadel zur Entfernung von Vernarbungen, welche als Folge eines chronischen Trachoms auftreten konnten. Darüber hinaus verwendete al-Razi einen speziellen Haken, um einen dichten Pannus anzuheben, der dann mit Scheren entfernt wurde. Al-Zahrawi (gest. 1013 n. Chr.) verwendete eine Lanze, um ein Symblepharon zu behandeln. Al-Ghafiqi (gest. 1165 n. Chr.) verwendete verschiedene Bohrertypen bei der Dacryozystorhinostomie (Operation an den Tränenwegsgängen). Ammar ibn Ali al-Mawsili (gest. 1010 n. Chr.) erfand eine hohle Aspirationsnadel und erneuerte damit die Technik zur Durchführung von Katarakt-Operationen grundlegend. Ibn al-Nafis (gest. 1288 n. Chr.) verwendete Skalpelle oder die Rosenblattnadel zur Entfernung von Vernarbungen beim Trachom. Außerdem verwendete Ibn al-Nafis Spekula, Scheren und Haken bei der Behandlung des Pannus. Darüber hinaus setzte Ibn al-Nafis eine abgerundete Einstichnadel ein, um das Pterygium zu durchdringen und von der Bindehaut und der Hornhaut zu lösen.

Al-Halabis eigene Verfahren

Auch al-Halabi verwendete eine besondere Nadel zur Behandlung von Trachom (auch granuläre Konjunktivitis oder ägyptische Augenkrankheit genannt, eine ansteckende, chronische Entzündung der Schleimhäute der Augen, verursacht durch Chlamydia trachomatis; sie äußert sich durch Schwellung der Augenlider, Lichtempfindlichkeit und letztendliche Vernarbung der Bindehäute und Hornhäute der Augen). Der Patient lag flach, und al-Halabi befand sich neben dem erkrankten Auge. Die Form der Nadelspitze ähnelte einem Rosenblatt mit einem kleinen, kurzen, spitzen Ende. Er begann, die Trachomablagerungen mit der Nadel vom inneren Augenwinkel zum äußeren Augenwinkel zu entfernen. Er bemerkte, dass der Augenarzt Milde und Ruhe bewahren sollte, um Augenschäden zu verhindern. Als Alternative zur Nadel kann ein Schaber verwendet werden; er ähnelt einem rechtwinkligen Bolzenentferner.

Darüber hinaus verwendete al-Halabi die Rosenblattnadel, um einen Lagophthalmus zu behandeln (eine Erkrankung, bei der ein vollständiger Verschluss der Augenlider über dem Augapfel schwierig oder unmöglich ist). Wenn der Lagophthalmus die Folge eines verheilten Geschwürs oder einer gespannten Naht einer Wunde war, die zu einer Anziehung des Augenlids führte, wurde die Rosenblattnadel verwendet, um die Stelle des verheilten Geschwürs oder der gespannten Naht einzuschneiden. Anschließend wurde ein Stück Watte an die Stelle des Schnitts eingeführt.

Er verwendete Skalpelle, um ein Chalazion (eine Entzündung, die aufgrund einer blockierten Meibom-Drüse auf dem Augenlid entsteht) zu entfernen. Bei Versagen der konservativen medikamentösen Therapie gegen das Chalazion erfolgte dann die chirurgische Entfernung. Es wurde ein horizontaler Schnitt mittels Skalpell am Chalazion angelegt, um das Chalazion zu spalten. Schließlich wurde das Chalazion mit einem Löffel entfernt. Die heutige OP-Technik zur Entfernung von Chalazien unterscheidet sich kaum von der damaligen Technik.

Das Skalpell konnte ebenfalls bei der Behandlung von Chemosis (abnormale Schwellung der Schleimhaut, die den Augapfel und die Innenseite der Augenlider bedeckt) und Lipom (gutartige Fettgeschwulst, die an der Innenseite des oberen Augenlids zwischen seinen Schichten auftritt) verwendet werden. Im Fall von Lipomen warnte al-Halabi die Augenärzte, vorsichtig zu sein, um eine Penetration in das Augenlid zu vermeiden, was zu einer Durchbohrung des Tarsusknorpels des Augenlids sowie einer perforierten Hornhaut und Iris führen könnte. Darüber hinaus wurde das Skalpell zur Inzision von Blepharitis (Entzündung der Augendrüsen und Wimpernfollikel entlang des Lidrandes) verwendet sowie zur Entfernung von Konkrementen (kleine, isolierte Tumoren an der Innenseite des Augenlids) eingesetzt. Durch Verwendung des Skalpells wurde ein horizontaler tiefer Schnitt durchgeführt, um die Steinbildungen herauszuholen. Außerdem könnte der Schaber als Ersatz für das Skalpell verwendet werden. Al-Halabi erwähnte, dass der Augenarzt beim Gebrauch des Skalpells oder des Schabers vorsichtig sein sollte, um eine Penetration ins Augenlid zu verhindern. Scheren konnten nach der Entfernung der Konkremente verwendet werden, um die Inzisionsschnitte abzuschneiden. Dieses Verfahren verlangsamt die Heilung der Inzision, um das Wiederauftreten der Konkremente zu verhindern. Die Scheren (Arabisch: Miqrad) haben eine flache, scharfe und gerade Form mit einem temperierten Gelenk.

Verwachsungen, Ektropium und Zysten

Al-Halabi verwendete ein Werkzeug, das in gewisser Hinsicht einer extrem kleinen Sichel ähnelt, um Verwachsungen zwischen den beiden Augenlidern zu behandeln. Wenn die beiden Augenlider eng miteinander verklebt waren, führte er eine kleine Inzision mit einem feinen Skalpell oder einer Nadel an den Ansätzen der Wimpern durch. Dann führte er die Spitze der Sichel zwischen die beiden Augenlider. Er begann, die Inzision von der Richtung des inneren Augenwinkels zum äußeren Augenwinkel hin zu öffnen.

Wenn die Verklebungen zwischen dem Augenlid und der Bindehaut oder der Hornhaut (Symblepharon) lagen, wurden zwei Haken verwendet, um das Augenlid aufzuspannen. Wenn die Verklebungen am oberen Augenlid lagen, sollte es nach oben verlängert werden; wenn die Verklebungen am unteren Augenlid lagen, sollte es nach unten verlängert werden. Al-Halabi verwendete eine Rosenblattnadel, um die Verklebungen zu trennen. Er betonte, dass der Augenarzt besondere Vorsicht walten lassen sollte, wenn die Verklebungen zwischen dem Augenlid und der Bindehaut lagen. Eine immense Sorgfalt sollte angewendet werden, wenn die Verklebungen zwischen dem Augenlid und der Hornhaut lagen, um eine Perforation der Hornhaut zu verhindern; die Hornhautperforation könnte zu einem Irisprolaps führen. Wenn die Verklebungen näher an den Augenbrauenknochen liegen, ist es schwieriger, sie zu trennen, und ein längeres Werkzeug wie eine Nadel oder ein Spieß sollte verwendet werden. Die Form der Spitze der Nadel ähnelte einem Myrtenblatt mit einem kleinen, langen spitzen Ende, das sich zum Lösen der Verklebungen eignet.

Zur Behandlung des Ektropiums (Auswärtsdrehen oder Auswärtskippen des Lidrandes) verwendete al-Halabi einen Spieß und die Schere (Miqrad). Wenn das Ektropium auf das Wachstum von überflüssigem narbigen Gewebe auf der inneren Seite des Lids zurückzuführen war, wurden zwei oder drei Haken in das narbige Gewebe eingeführt, um das Lid zu stützen. Dann wurde die Spitze des Spießes unter das narbige Gewebe eingeführt, um es von der Lidhaut fernzuhalten. Anschließend wurde das narbige Gewebe mit der Schere weggeschnitten. Al-Halabi wies darauf hin, dass der Augenarzt äußerste Vorsicht walten lassen sollte, um eine Verletzung der Lidhaut zu verhindern.

Er verwendete die Scheren (Miqrad) und einen Sammler zur Behandlung von Gerstenkörnern (Entzündung der Talgdrüse einer Wimper) oder Warzen (kleine, gutartige Wucherungen, die durch eine virale Infektion der Haut verursacht werden). Der Sammler wurde verwendet, um das Gerstenkorn oder die Warze in der Mitte zu halten und von der Lidhaut wegzuziehen. Dann wurden die Scheren verwendet, um es von seinen Wurzeln abzuschneiden. Im Fall der Warze konnte die Schere auch durch ein Pferdehaar ersetzt werden; mittels des Pferdehaars konnte die Warze weggesägt werden. Darüber hinaus wurden die Scheren und der Sammler zur Beseitigung von Gerstenkörnern (eitrige Entzündung einer Drüse am Lid) verwendet. Die Scheren wurden auch zur Entfernung des Hämangioms am Lid (gutartiger Tumor, der aus erweiterten Blutgefäßen besteht und oft von einer faserigen Hülle umgeben ist) mit Hilfe eines Hakens eingesetzt.

Die Rosenblattnadel wurde auch zur Entfernung von Talgzysten verwendet. Die Funktion der Nadel bestand darin, einen horizontalen Schnitt im verflüssigten Gewebe zu machen. Anschließend wurden ein Haken und die Rosenblattnadel verwendet, um den Eiter zu entfernen. Der Speer wurde für einen tieferen T-förmigen Schnitt angewendet, wenn die entzündete Fläche größer und tiefer war. Al-Halabi erklärte, dass das verflüssigte Gewebe vollständig entfernt werden sollte, um das erneute Auftreten der Talgzyste zu vermeiden.

Medizintechnische Innovationen in der Zahnheilkunde

Al-Zahrawi verwendete verschiedene Arten von Zangen, um Zähne und Zahnfragmente zu entfernen. Er benutzte Pinzetten, um die Wurzeln der Zähne und Kieferknochenfragmente zu extrahieren. Er verwendete einen Haken, um gebrochene Zähne auszuhebeln, die nicht mit einer Zange entfernt werden konnten. Zur Entfernung von Zahnstein setzte er verschiedene Raspatorien (Arabisch: mijrad) ein, das sind Instrumente zum Abkratzen und Glätten der Zähne. Er war sich bewusst, dass sich Zahnstein auf den Zähnen ansammelt und Gingivitis und Parodontalerkrankungen verursacht. Bei Gingivitis wurden Gingivektomien unter Verwendung eines Kauters durchgeführt. Die Form des Kauters ähnelte einem kleinen Skalpell; es war scharf und spitz zum Zahnfleischgewebe hin. Dieser Kauter funktionierte ähnlich wie ein modernes elektrisches Skalpell heute.

Al-Zahrawi empfahl, lockere Zähne mit ihren gesunden Nachbarn mit einem Gold- oder Silberdraht zu befestigen. Er bevorzugte Golddraht, da dieser nicht korrodiert. Er schlug die Verwendung von Zahnersatz aus Tierknochen zur Ersetzung fehlender Zähne vor und behandelte Epulis (orale Fisteln) durch Ablation mit einem Haken oder einer Zange, gefolgt von der Verwendung eines Kauters. Er war ein Pionier, der Zahnbögen beschrieb und Deformationen im Mundbereich behandelte.

Er verwendete bei oralen und zahnmedizinischen Erkrankungen eine ganze Reihe von Mineralien:

• Alkali (Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat)
• Quarzkristalle
• Alaun (hydratisiertes Kaliumaluminiumsulfat)
• Bitumen
• gebrannte Tonerde (Phyllosilikate)
• Arsen
• Schwefel
• armenische Erde (roter Ton)
• Borax (Natriumborat)
• Kalk
• Grünspan (Kupferacetat)
• Koralle (Kalkstein)
• Lapislazuli (Lazurit)
• Markasit (Eisensulfid)
• Marmor
• Perlmutt
• Auripigment
• Salz (Halit)
• Vitriole

Aneurysma-Behandlungsmethoden

Al-Zahrawi erfand die sogenannte Aneurysmanadel. Für Migränekopfschmerzen, Schmerzen in den Schläfenmuskeln und andere chronische Kopfschmerzen schlug er vor, den betroffenen Bereich zu rasieren und mit einem Messer einen Schnitt zu machen. Anschließend verwendete er die Spitze eines Hakens, um die oberflächliche Schläfenarterie zu mobilisieren und zu durchtrennen. Der Haken konnte eine, zwei oder drei Zinken haben. Dann benutzte er eine Aneurysmanadel und einen Faden aus Seide oder Lautensaiten, um die Arterie abzubinden und den Blutfluss zu kontrollieren. Diese Behandlung führte er zusätzlich zur Kauterisation mit einem doppelschneidigen Metallkauter durch.

Bei krankhafter Erweiterung einer Arterie im Mundbereich schlug al-Zahrawi vor, mit einem Messer einen länglichen Schnitt in der betroffenen Stelle zu machen. Er verwendete anschließend einen Haken, um das Sichtfeld zu erweitern und die Arterie im Blick zu haben. Dann benutzte er eine Aneurysmanadel und einen doppelten Faden, um die Arterie an zwei Stellen zu binden. Ein Skalpell wurde verwendet, um eine Öffnung zwischen den beiden Ligaturen zu schaffen, um das infizierte Blut abfließen zu lassen. Als Desinfektionsverfahren empfahl er die Verwendung von medizinischen Verbänden, bis die Ligaturen abfielen.

Innovationen im Bereich Blutstillung und Wundheilung

Al-Zahrawi war der erste Mediziner, der Baumwolle zur Blutstillung verwendete. Er entwickelte auch den Gips (Gips, ein weiches Sulfatmineral), der bei Frakturen verwendet wurde, sowie das selbstklebende Pflaster (Haftpflaster) für einfache Verletzungen. Diese Innovationen werden immer noch universell in allen Gesundheitseinrichtungen verwendet. Bei Blutungen empfahl er Verbände, welche aus weichem Leinen hergestellt wurden und mit zunehmendem Abstand von der Verletzungsstelle weniger fest gewickelt werden sollten.

Er verwendete mit Alkohol und Rosenöl getränkte Leinentücher zusammen mit Wachs, um Blutungen während der Behandlung zu stoppen und Infektionen nach der Operation zu minimieren. Anschließend behandelte er die Wunden mit Tüchern, die mit Basilicon-Salbe getränkt waren. Die Vorteile von Leinen als chirurgischem Verband umfassen das Straffen von Wunden, das Austrocknen von Geschwüren, das Verhindern von Schwitzen der Haut und die Belüftung der Wunde, ohne sie zu verunreinigen. Alkohol wirkt antiseptisch, stoppt Blutungen und trocknet Wunden aus. Rosenöl fördert das Wachstum von Gewebe in tiefen Wunden, beruhigt schmerzhafte Geschwüre und kühlt Wunden. Die Basilicon-Salbe schützt die Wunde vor Geschwüren und Verwesung. Er verwendete Baumwolle, die in salzhaltigem Wasser getaucht war, und feuchte Baumwolle, die unter der Sonne getrocknet worden war, zur Behandlung von Wunden nach der Kauterisation.

Bei Schwellungen der Gebärmutter wurde ein mit Rosen- oder Grünöl und adstringierenden Mitteln getränkter Verband auf die Wunde gelegt, nachdem sie entleert worden war. Süßholz und Aristolochia wurden zur Kühlung von Wunden und aufgrund ihrer entzündungshemmenden Wirkung vor der Anwendung der Salbe verwendet. Bei Nasenpolypen führte al-Zahrawi als postoperative Behandlung ein Bleirohr in die Nasenlöcher ein. Das Bleirohr wurde mit ägyptischem Öl oder trocknenden Medikamenten durch Instillation für die vollständige Heilung der Wunden gefüllt. Während der Operation empfahl er die Verwendung von Vitriolen im Falle von Blutungen. Als Desinfektionsverfahren wurde dem Patienten empfohlen, den Mund mit Salz und Essig auszuspülen. Da Blutungen in der Gynäkomastie-Chirurgie unvermeidlich waren, empfahl al-Zahrawi Kompression und Baumwolltampons zur Blutstillung. Er war der erste Chirurg, der nach einer schweren Gynäkomastie-Chirurgie styptisches Pulver zur Blutstillung einsetzte.

Obwohl die Menschen dieser Ära sich nicht bewusst waren, dass Bakterien Infektionen und Sepsis verursachen, verwendete al-Zahrawi Alkohol (der aus Wein extrahiert wurde), um seine chirurgischen Instrumente zu reinigen und zu desinfizieren. Des Weiteren verwendete er Antiseptika bei Wunden und Hautverletzungen. Außerdem verwendete er ein Pulver (bestehend aus Weihrauch, Drachenblutharz und gebranntem oder gelöschtem Kalk) bei kleinen, unkomplizierten Wunden; dieses Pulver hat vor allem eine antiseptische Wirkung. Er verwendete außerdem bei chirurgischen Nähten Ameisensäure von Riesenameisen als antiseptisches Mittel.

Teer verwendete er als antiseptische Zahnpasta. Er verwendete darüber hinaus Borax, das ebenfalls antiseptische Eigenschaften hat und ein nützliches Mittel zur Behandlung von Geschwüren und Halsinfektionen ist. Er benutzte Calciumcarbonat (das in Marmor, Perlmutt oder Korallen enthalten ist) als Antiseptikum, zur Remineralisierung der Zähne und zur Zahnaufhellung. Eine Mischung aus Grünspan und Alaun wurde zur Behandlung von Mundgeschwüren angewendet. Grünspan in Kombination mit Arsen war ein nützliches Therapeutikum sowohl für blutendes als auch für faulendes Zahnfleisch. Er war ein Pionier, der Grünspan als ätzende Salbe zur Entfernung des verbleibenden Fettes nach einer Gynäkomastieoperation verwendete. Außerdem hat Grünspan eine entzündungshemmende Wirkung.

Das versteckte Messer

Al-Zahrawi erfand außerdem das sogenannte versteckte Messer. Er nutzte diese Art von Messer, um Abszesse zu öffnen, Tumore und Wucherungen zu entfernen und Kriegsverletzungen durch Pfeile zu behandeln. Das Messer wurde aus Kupfer hergestellt und bestand aus einer beweglichen Klinge, die von einer ellipsoiden Hülle (Geheimkammer) bedeckt und an einem Griff befestigt war. Die Klinge konnte aus der Hülle auf die gewünschte Länge herausgezogen und wieder in die Hülle zurückgezogen werden. Durch diese Technik konnte man Angstpatienten (insbesondere Kinder) „täuschen“ und deren Angst minimieren. Dadurch erhielt das Messer seinen arabischen Namen „mokhdeaa“ („der Täuscher“). Die Technik des Verbergens der Klinge diente auch als Sicherheitsmaßnahme für den Chirurgen: Das Risiko, sich in die eigenen Hände zu schneiden, wurde dadurch verringert.

Was danach geschah

Bis zum Ende der Neuzeit dominierte die islamische Welt die Wissenschaft, die Technik und die Weltwirtschaft und kontrollierte wichtige Handelsrouten der damaligen Zeit. Im 18. Jahrhundert kam es durch Wohlstand und die damit verbundene Dekadenz zum allmählichen Abstieg. Aus den ehemaligen Innovationsmotoren wurden dekadente und später erniedrigte Konsumenten. In der aktuellen Entwicklung in der heutigen Welt sehen wir, dass die historische Anomalie der westlichen Dominanz sich dem Ende neigt. Der Wiederaufstieg der islamischen Welt ist somit nur eine Frage der Zeit. Wir müssen dann bei den heutigen großen globalen Krisen, welche ihren Ursprung im säkular-materialistischen Kapitalismus haben, als Innovationsmotoren islamische Lösungsansätze anbieten können.

Was bleibt

Die oben erörterten Beispiele sind nur eine grobe Zusammenfassung dessen, was ein einzelner Chirurg aus Cordoba und ein einzelner Augenarzt aus Aleppo an Werkzeugen in die Welt gebracht haben. Und doch zeigt sich an ihnen ein Muster: Beide dachten vom Problem her, entwarfen dafür ein Instrument, legten dessen Maße und Material fest und schrieben auf, wie es zu benutzen ist. Al-Zahrawi begründete die Maße seines Spekulums in Spannen, wog Eisen gegen Gold ab, ehe er sich für das Eisen entschied, und formte jede Kauterie nach dem Körperteil, für das sie gedacht war. Al-Halabi zeichnete seine sechsunddreißig Instrumente in eine Tabelle, gab jedem einen Namen und eine Anwendung und ersetzte ein fehlendes Werkzeug kurzerhand durch ein anderes.

Das ist die Arbeitsweise, die man heute Biomedizintechnik nennt, betrieben Jahrhunderte vor dem Fach und vor seinem Namen. Wer sich ein Haftpflaster aufklebt, einen Gipsverband trägt, eine Spritze bekommt oder mit einer Zahnsteinkürette behandelt wird, benutzt Nachfahren der Instrumente, die auf den Tafeln des „Kitab al-Tasrif“ und des „Kitab al-Kafi fi al-Kuhl“ gezeichnet stehen. Vergessen sind ihre Erfinder nicht, weil sie wenig geleistet hätten, sondern weil kaum jemand ihre Namen nennt.

Quellen

1. Saad, Mohamed N. (2016): Could Al-Zahrawi Be Considered a Biomedical Engineer? IEEE Pulse 7(2), S. 56-67 (Rubrik „Retrospectroscope“, herausgegeben von Max E. Valentinuzzi).
2. Saad, Mohamed N. (2022): Ophthalmological instruments of Al-Halabi fill in a gap in the biomedical engineering history. World Journal of Methodology 12(1), S. 1-19 (Volltext über die National Library of Medicine).
3. Saad, Mohamed Nagy (2022): Some of the Achievements of Al-Zahrawi as a Biomedical Engineer. Journal of the British Islamic Medical Association, Vol. 10.