Kritischer Blick auf Einwegendoskope

Die ökologischen Auswirkungen von Einwegendoskopen in der Urologie rücken zunehmend in den Fokus, da Gesundheitssysteme bestrebt sind, Infektionskontrolle, Prozesseffizienz und ökologische Nachhaltigkeit auszubalancieren.

Evidenz aus systematischen Übersichten und Lebenszyklusanalysen zeigt, dass klinische Ergebnisse von Einweg- und Mehrwegendoskopen, ohne signifikante Unterschiede in Infektions- oder Komplikationsraten, vergleichbar sind [1‐4]. Ob Einwegendoskope einen höheren prozedurbezogenen CO₂-Fußabdruck verursachen, bleibt umstritten. Wesentliche Unsicherheiten bestehen fort: Variabilität von Aufbereitungsprotokollen, Gerätelebensdauer und Abfallmanagement erschweren direkte Vergleiche und limitieren die Generalisierbarkeit. Viele Studien basieren auf Einzentrumsdaten oder modellierten Szenarien, während methodische Unterschiede in Lebenszyklusanalysen (z. B. Umfang der Analyse, Emissionsfaktoren) die Robustheit der Ergebnisse beeinflussen [5]. Daten zu nachgelagerten Abfalleffekten und zur langfristigen Nachhaltigkeit hybrider Konzepte sind begrenzt und stammen aus der Gastroenterologie [6].

Dieser Beitrag bietet eine kritische Analyse der aktuellen Literatur mit besonderem Augenmerk auf methodische Qualität, um Stärken, Limitationen und Forschungsschwerpunkte für eine ökologisch tragfähige urologische Praxis zu identifizieren.

Die Tab. 1 bietet einen Überblick über die Vor- und Nachteile von Einweg- und Mehrwegendoskopen im klinischen Alltag. Der Hauptvorteil von Einwegendoskopen liegt darin, dass sie bei einem verbrauchsgerechten Lager in der Regel jederzeit verfügbar sind. Lediglich Unterbrechungen in der Versorgungskette könnten die Verfügbarkeit einschränken. Mehrwegendoskope hingegen erfordern eine initiale finanzielle Investition, die ihre Verfügbarkeit im klinischen Alltag bestimmt: Je geringer die Anzahl der Endoskope im Lager, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit eines Engpasses. Hinzu kommen wiederkehrende Reparaturprozesse, welche die Verfügbarkeit zusätzlich beeinträchtigen können.

Ein weiterer markanter Vorteil von Einwegendoskopen ist die rasche Integration neuer Technologien oder Techniken. Seit der Einführung von Einwegureterorenoskopen im Jahr 2008 sind mittlerweile mindestens 17 verschiedene Einwegmodelle mit FDA- (Food & Drug Administration) und CE-Zulassung verfügbar, die sich in ihren physikalischen und technischen Eigenschaften unterscheiden: Miniaturisierung, Drucksensoren, Doppelarbeitskanal, neue Handgriffdesigns sowie Knopfsteuerungen zur aktiven Kanalabsaugung sind Beispiele aktueller Fortschritte [7‐11]. Die schnelle Entwicklung der Einwegendoskope ermöglicht es Urologen, Geräte auszuwählen, die spezifisch auf klinische Szenarien und persönliche Präferenzen zugeschnitten sind. Dies unterstreicht sowohl die Agilität des Marktes als auch die Leichtigkeit, mit der neue Technologien in die klinische Praxis integriert werden können [12].

Generell lässt sich feststellen, dass die Verarbeitung von Mehrwegendoskopen qualitativ höherwertiger ist, als jene von Einwegendoskopen. Eine konisch geformte Spitze, sanft abgerundete Kanten, eine leistungsfähigere Lichtquelle mit optimierter Ausleuchtung sowie eine hochstechende Bildqualität sind exemplarische Merkmale dafür [11, 13].

Der Wiederaufbereitungsprozess stellt hingegen einen wesentlichen Nachteil von Mehrwegendoskopen dar. Neben erheblichem Ressourcenverbrauch (Wasser, Energie, Chemikalien, Verbrauchs- und Verpackungsmaterial) erfordern Aufbau, Zertifizierung und Instandhaltung einer Aufbereitungseinheit sowie die Bindung an qualifiziertes Personal beträchtliche finanzielle und räumliche Mittel, die für kleinere Institutionen oft nicht mehr tragbar sind. Hinzu kommt das potenzielle Risiko einer mikrobiellen Kontamination infolge unzureichender Reinigung; dieses lässt sich jedoch bei konsequenter Einhaltung und Überwachung einschlägiger Normen auf ein sehr niedriges Niveau reduzieren [14].

Acht Studien der aktuellen urologischen Fachliteratur verglichen den ökologischen Fußabdruck von Einweg- und Mehrwegendoskopen [15‐22], davon 2 Studien mit Ureterorenoskopen [15, 16] und 6 mit Zystoskopen [17‐22]. Der primäre Endpunkt aller Studien war das Treibhausgaspotenzial (kg CO₂-Äquivalent) pro Anwendung. Darüber hinaus wurden in einer Studie [19] zusätzliche Umweltindikatoren wie Ressourcenverbrauch (Megajoule), Ökotoxizität (kg 1,4-Dichlorbenzol-Äquivalent), Versauerungspotenzial (kg SO₂-Äquivalent) und Eutrophierungspotenzial (kg PO₄-Äquivalent) berechnet. Eine weitere Studie [16] berücksichtigte zusätzlich die Gesundheitsauswirkungen in Form von „disability-adjusted life-years“ (DALY), basierend auf dem Treibhausgaspotenzial.

Die Tab. 2 fasst die Methodologie und die Ergebnisse der einzelnen Vergleichsstudien zusammen. Am häufigsten untersucht wurde das Einwegendoskop Ambu® aScope™ 4 Cysto (Ballerup, Dänemark; 5 von 8 Studien; [17‐21]), gefolgt von jeweils einer Studie mit Boston Scientific LithoVue (Boston, MA, USA; [15]) und Coloplast Isiris (Humlebæk, Dänemark; [22]); in einer Studie wurde das Einwegendoskop nicht näher spezifiziert.

Die Treibhausgasemissionen pro Verwendung zeigten deutliche Unterschiede: bei Einwegureterorenoskopen 4,43–4,93 kg CO₂-Äquivalent, bei Mehrwegureterorenoskopen 1,24–4,47 kg CO₂-Äquivalent; bei Einwegzystoskopen 1,43–2,54 kg CO₂-Äquivalent und bei Mehrwegzystoskopen 0,53–4,47 kg CO₂-Äquivalent.

Ein Nachhaltigkeitsvorteil zugunsten von Einwegendoskopen liess sich in 6 von 8 Studien feststellen, mit einem Treibhausgasreduktionspotenzial von 0,01- bis 2,6-fach im Vergleich zu Mehrwegendoskopen. Zwei Studien zeigten hingegen einen Vorteil für Mehrwegendoskope, mit einem 2,44- bis 4,8-fachen Reduktionspotenzial.

Die bisher umfassendste veröffentlichte Lebenszyklusanalyse [16] deutet darauf hin, dass bei der Ureterorenoskopie der Nachhaltigkeitsvorteil klar zugunsten von Mehrwegendoskopen liegt. Selbst unter Berücksichtigung unterschiedlicher Transportwege vom Hersteller zum Spital und variierender Stromversorgungsmodelle bleibt dieser Vorteil bestehen. Bemerkenswert ist, dass in der Studie von Thöne et al. [16] Reparaturen von Mehrwegendoskopen den Nachhaltigkeitsvorteil erhalten, selbst wenn bei jeder Anwendung eine Reparatur erforderlich wäre. Ein signifikanter Vorteil für Mehrwegendoskope zeigte sich bereits bei einer Nutzung von mehr als sieben Anwendungen vor Erreichen der geplanten Lebensdauer.

Das Treibhausgaspotenzial (kg CO₂-Äquivalent) wurde in allen oben genannten Studien auf Basis von Lebenszyklusanalysen (LCA) berechnet. Gemäß ISO 14040/14044-Standard stellt die LCA eine systematische Methode zur Erfassung und Bewertung der Umweltaspekte und potenziellen Umweltauswirkungen eines Produktsystems über dessen gesamten Lebenszyklus dar – von der Rohstoffgewinnung über Produktion und Nutzung bis zur Entsorgung [23, 24].

Die Abb. 1 zeigt eine detaillierte Auswertung des Umfangs der LCA der zuvor genannten Vergleichsstudien, basierend auf den methodischen Angaben aus den Originalpublikationen [15‐22]. Während einige Studien die LCA auf die Messung des rohen Abfallgewichts oder den Wasserverbrauch bei der Wiederaufbereitung beschränkten [17], beinhaltet die LCA in der Studie von Thöne et al. [16] eine umfassende Analyse vom Herstellungsprozess bis zur Entsorgung, inklusive Berücksichtigung der im Wiederaufbereitungsprozess verwendeten Chemikalien und Verbrauchsmaterialien.

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Aus Abb. 1 lässt sich ableiten, dass die meisten Studien bei Einwegendoskopen den Schwerpunkt auf Herstellung und Entsorgung legten, während bei Mehrwegendoskopen der Fokus auf dem Wiederaufbereitungsprozess lag. Diese Vorgehensweise ist nachvollziehbar: Bei Einwegendoskopen entfallen Wiederaufbereitungsprozesse und Reparaturen. Bei Mehrwegendoskopen wird der ökologische Fußabdruck aus Herstellung, Reparaturen und Entsorgung durch die Anzahl Wiederverwendungen (Lebenszyklen) geteilt – durch einen Faktor von 133 [16] bis 180 [15] bei Ureterorenoskopen und von 1120 [18] bis 3920 [20, 21] bei Zystoskopen. Daraus schließen die Autoren mehrerer Studien, dass das Treibhausgaspotenzial aus Herstellung, Reparaturen und Entsorgung von Mehrwegendoskopen zwar auf hypothetischen Daten basiert, jedoch nur einen Bruchteil der Gesamtbilanz ausmacht und daher nur ein geringes Risiko für signifikante Abweichungen von der Realität besteht. Dennoch trägt die breite Heterogenität der LCA zwischen den Studien zur Komplexität der Interpretation bei.

Bezüglich Einwegendoskopen ist hervorzuheben, dass die Berechnung des Treibhausgaspotenzials aus dem Herstellungsprozess in nahezu allen Studien auf Herstellerangaben beruhte und in keiner Studie unabhängig überprüft wurde [15, 16, 18‐22]. Die anteilsmäßigen Angaben (prozentual pro Endoskop) variierten leicht zwischen den Studien und sind in Tab. 3 zusammengefasst. Bemerkenswert ist, dass in allen Studien dieselben Referenzen für die Berechnung der Treibhausgasäquivalente pro Materialkomponente verwendet wurden, meist aus nicht überprüften Internetquellen: Kunststoff 6 kg CO₂-Äquivalent [25], Gummi 1,16 kg CO₂-Äquivalent [26], Stahl 1,8 kg CO₂-Äquivalent [27] und Elektronik 150 kg CO₂-Äquivalent [28]. Zwei Ausnahmen bilden die Studien von Baboudjian et al. [19] und Thöne et al. [16], welche die Ecoinvent-Datenbanken v3.5 bzw. v3.8 nutzten, aber allerdings weiterhin auf Herstellerangaben zur Zusammensetzung der Endoskope zurückgriffen.

Die Daten aus Tab. 3 deuten darauf hin, dass der Kunststoffanteil maßgeblich für das Treibhausgaspotenzial von Einwegendoskopen ist. Bei der genaueren Analyse des Elektronikanteils lassen sich zusätzlich zwei wichtige Beobachtungen machen: Erstens bestehen Diskrepanzen zwischen den angegebenen Elektronikgewichten, welche in einem Endoskop enthalten sind – 0,2 g in der Studie von Thöne et al. (Ureterorenoskop; [16]) vs. 12 g (60-fach mehr) in der Studie von Davis et al. (Zystoskop; [15]). Angesichts des hohen Treibhausgaspotenzials der Elektronik (120–150 kg CO₂-Äquivalent gemäß analysierten Studien) sollte der tatsächliche Beitrag der Elektronik in zukünftigen Studien unabhängig überprüft und kritisch hinterfragt werden. Zweitens gilt es hervorzuheben, dass eine Übersichtsarbeit über LCA von Smartphones und Tablets aus dem Jahr 2020 eine große Variabilität des Treibhausgaspotenzials im Herstellungsprozess zeigte, wobei die Elektronik jeweils den größten Anteil ausmachte [29].

Eine LCA des Smartphones „Fairphone 5“ (Fairphone B.V., Amsterdam, Niederland) aus dem Jahr 2024 zeigt, dass allein die Kameramodule ein erhebliches Treibhausgaspotenzial besitzen: 2,83 kg CO₂-Äquivalent für die Ultraweitwinkelkamera, 1,57 kg CO₂-Äquivalent für die Hauptkamera und 1,34 kg CO₂-Äquivalent für die Frontkamera. Da jedes Einwegendoskop mit einem Kameramodul ausgestattet ist, sind zukünftige Studien erforderlich, die den Beitrag der Elektronik aufschlüsseln und unabhängig von Herstellerangaben detailliert beziffern. Letztlich bleibt zu klären, ob etwa Elektronik – und nicht Kunststoff – maßgebend für das Treibhausgaspotential aus dem Herstellungsprozess von Endoskopen ist.

Studien aus der Gastroenterologie haben mehrheitlich einen Nachhaltigkeitsvorteil zugunsten von Mehrwegendoskope gezeigt. Ein kürzlich publizierte LCA von Gastroskopen zeigte, dass Einweggeräte pro Untersuchung einen 2,5-fach höheren CO₂-Fußabdruck verursachen als Mehrwegendoskope Geräte (10,9 kg vs. 4.7 kg CO₂-Äquivalent; [30]). Ähnlich verhält es sich im Zusammenhang mit Duodenoskopen: Einweggeräte waren pro Untersuchung mit 24- bis 47-mal höheren Treibhausgasemissionen verbunden als Mehrwegendoskope Duodenoskope, wobei der größte Teil der Auswirkungen auf die Herstellung zurückzuführen war [31]. Abfallaudits in Endoskopiezentren mit hohen Fallzahlen aus den USA haben gezeigt, dass ein vollständiger Umstieg auf Einwegendoskope die Nettoabfallmenge im Vergleich zur Mehrwegendoskop um etwa 40 % erhöhen würde – selbst unter Berücksichtigung des Abfalls, der durch die Aufbereitung mehrwegendoskoper Geräte entsteht [6]. Eine systematische Übersichtsarbeit berichtete übereinstimmend, dass hochwertige LCA Mehrwegendoskope im Hinblick auf Nachhaltigkeit begünstigen, auch wenn die Ergebnisse je nach lokalen Aufbereitungspraktiken und Gerätetyp variieren können [32]. Die Amerikanische Gesellschaft für Gastrointestinale Endoscopie hat ebenfalls hervorgehoben, dass eine weitverbreitete Einführung von Einwegendoskopen erhebliche Umweltschäden verursachen würde, mit deutlich erhöhtem CO₂-Fußabdruck und gesteigerter Abfallmenge im Vergleich zu Mehrwegendoskopgeräten [33]. Wohlbemerkt sind gastroenterologische Endoskope nicht gänzlich mit Ureterorenoskopen oder Zystoskopen gleichzustellen. Deren Aufbau und Anforderungen differenzieren insofern, dass ein vergleichsweiser zusätzlicher Aufwand bei Gasteroenteroskopen in der Herstellung anfällt (mehr Arbeitskanäle und Anschlüsse, robusterer Aufbau). Dennoch signalisiert dieser Vergleich, dass die Umweltbilanz von Endoskopen in der Urologie weiter geprüft und analysiert werden sollte.

Die Wiederverwendung von Einwegendoskopen ist – wie bereits die Bezeichnung nahelegt – unzulässig, da deren Konstruktion die Einhaltung standardisierter Wiederaufbereitungsprozesse verunmöglicht. Dennoch existieren Berichte über diese Praxis, die in der Regel primär finanziell motiviert ist und weniger aus ökologischen Überlegungen erfolgt [34].

Bislang bietet kein Hersteller von Einwegendoskopen etablierte und verifizierte Recyclingstrategien an. Eine künftige Evaluation der Wiederverwendung besonders ressourcenintensiver Bauteile, etwa des Kamerakopfes, wäre jedoch wünschenswert.

Ein hybrides Konzept stellt das EndoSheath™-Zystoskop (Vision Sciences, Orangeburg, NY, USA) dar: Hierbei wird ein transparenter Einwegschaft über den semizirkulären Schaft eines Mehrwegzystoskops gezogen, sodass nach der Intervention lediglich der Einwegschaft entsorgt wird [35]. Der wiederverwendbare Teil des Zystoskops bedarf keiner hochgradigen Desinfektion, womit sich Treibhausgasemissionen des Wiederaufbereitungsprozesses reduzieren lassen. Abgesehen von Berichten über eine leicht erschwerte Handhabung und eine etwas eingeschränkte Bildqualität belegen mehrere Studien ein hohes Sicherheitsprofil ohne Hinweis auf vermehrte Infektkomplikationen [36‐38].

Die aktuelle Datenlage deutet darauf hin, dass Einwegendoskope im Vergleich zu Mehrwegendoskopen eine zusätzliche Umweltbelastung verursachen könnten. Dennoch lassen die Daten derzeit keine abschließenden Folgerungen zu.

Die unterschiedlichen Resultate zwischen den Studien lassen sich nur teilweise durch lokale Bedürfnisse und Abläufe erklären. Vielmehr scheint die Methodologie der Studien einen maßgebenden Einfluss auf die Berechnungen des Treibhausgaspotenzials von Endoskopen auszuüben. Es bedarf weiterer Analysen, die Ressourcen- und Energieeinsatz ganzheitlich erfassen und auf verifizierten, unabhängigen Daten basieren. Recyclingstrategien sowie die Wiederverwendung besonders ressourcenintensiver Bauteile stellen vielversprechende Ansätze für einen nachhaltigeren Einsatz dar.