Mit Licht gegen trübe Linsen

Der Projektname LOALiS steht für “Laser and Optics in Applied Life Sciences”, also den Einsatz von optischen Technologien im medizinischen Umfeld. Seit September 2014 wird dieses Ziel an der FH Technikum Wien verstärkt verfolgt, mit Fördermitteln der Magistratsabteilung 23 der Stadt Wien. Ein Forschungsschwerpunkt bei LOALiS liegt derzeit auf der Untersuchung des Sehsinnes nach einer Kataraktoperation, also dem Sehsinn nach der Behandlung von grauem Star.

Das ist eine der Hauptursachen für rund 95.000 chirurgische Eingriffe in Österreich im Jahr. Zudem handelt es sich weltweit um die häufigste Ursache für Erblindung”, sagt Lukas Traxler, Projektleiter am Institut für Biomedizinische Technik, im Gespräch mit der futurezone.

Medizinisch werden Linsentrübungen behandelt, indem durch einen Schnitt in der Hornhaut die lädierte Linse zertrümmert und entfernt wird. Danach wird eine Intraokularlinse aus Kunststoff eingesetzt. ”Diese Linsen besitzen kein Akkomodationsvermögen, daher brauchen die Patienten eine Lesebrille. Multifokallinsen, die dank mehrerer Zonen verschiedene Brennweiten erlauben, vertragen nicht alle Patienten”, sagt Traxler. Die Linsen selbst sind technisch heute schon sehr ausgereift, Probleme macht meist eher die Biologie. “Durch den postoperativen Heilungsprozess können sich die Linsen manchmal verschieben. Eine Tatsache, die der Chirurg nicht vorhersehen kann.“

Auge um Auge

Im Projekt LOALiS werden verschiedene Intraokular-Linsendesigns getestet. Dazu haben die Experten der Fachhochschule Technikum Wien ein optomechanisches Modell eines menschlichen Auges konstruiert, in dem Linsen eingesetzt und getestet werden können. “Wir können damit durch Wellenfrontmessungen Linsenfehler aufspüren oder ein realistisches Bild durch die jeweilige Linse auf die Retina von Probanden projizieren, um zu testen, wie sie das erzeugte Bild sehen”, sagt Traxler.

Verkippungen und Verschiebungen der Linse sind im Modell ebenfalls simulierbar, so dass sich auch ein Heilungsprozess nach einer Operation nachstellen lässt. “Wir können beispielsweise eine Verkippung um 0,5 Grad bei gleichzeitiger Verschiebung um 5 Millimeter darstellen, um zu sehen, wie viel Fehlplatzierung eine Linse verträgt, bevor es zu Sehproblemen kommt”, sagt Traxler.

Weitere Projekte

Ergebnis der Forschung könnte etwa sein, dass gewisse Linsendesigns keine stabilen optischen und physiologischen Abbildungseigenschaften bezüglich Fehlplatzierungen im Auge haben. Auch die Frage, weshalb einige Patienten von Multifokallinsen Kopfschmerzen bekommen, harrt nach wie vor einer Antwort. Das Projekt läuft noch bis 2019, bis dahin werden die Experten an der FH Technikum Wien und ihre wissenschaftlichen Partner noch viele Erkenntnisse gewinnen, auch in anderen Teilbereichen. So wird bei LOALiS derzeit auch an neuen 3D-Druckverfahren geforscht, mit denen aus Kunststoffpulver eines bestimmten Typs, sogenannten Präkeramiken, in einem selektiven Laser-Sinterprozess keramische Materialien hergestellt werden, die extrem hart, korrosionsfest und biokompatibel sind.

“Mit solchen Verfahren können wir eventuell einmal die belastungsintensiven Teile von Hüftgelenken herstellen”, hofft Traxler. Derzeit ist auf diesem Gebiet eine Kooperation mit der TU Wien im Gange, es ist aber noch einiges an Grundlagenforschung notwendig, bevor an Anwendungen gedacht werden kann. Die Erkenntnisse der Forschungsarbeiten aus dem Projekt sollen auch in die Ausbildung am Institut für Biomedizinische Technik einfließen.

Dieser Artikel entstand im Rahmen einer Kooperation zwischen futurezone und FH Technikum Wien.