Medizin

Retina-Implantat mit „Solarzellen“

Montag, 14. Mai 2012

Palo Alto – US-Ingenieure haben ein drahtloses Retina-Implantat entwickelt. Kleine Photozellen unter der Netzhaut sollen optische Signale in elektrische Impulse verwandeln, die dann die Nervenzellen der Netzhaut stimulieren. Erste tierexperimentelle Erfahrungen wurden in jetzt in Nature Photonics (2012; doi: 10.1038/nphoton.2012.104) vorgestellt.

Die Erkenntnis, dass die elektrische Stimulierung von Nervenzellen in der Retina Lichtempfindungen hervorruft, hat in den letzten Jahren zur Entwicklung von mehreren sub- und epiretinalen Implantaten geführt. Laut Nature wurden bereits weltweit 88 Menschen mit Retina-Implantaten versorgt. Die beiden führenden Hersteller sind Second Sight aus Sylmar/Kalifornien und Retina Implant AG aus Reutlingen.

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Beide führen derzeit klinische Studien durch, wobei das Modell von Retina Implant AG mit 1.500 Elektroden („Pixeln“) die höhere Auflösung verspricht. Das Modell Argus II von Sylmar liefert derzeit nur eine Auflösung von 60 Bildpunkten. Beide Implantate sind aufwendig „verkabelt“. Die Bilder, die mit einer Kamera aufgenommen werden, müssen perkutan an die einzelnen Impulsgeber in der Netzhaut weitergeleitet werden. Außerdem muss das Implantat mit Strom versorgt werden.

Das Retina-Implantat, das das Team um James Loudin von der Stanford Universität in Palo Alto entwickelt hat, benötigt keinen Akku und auch keine Kabel. Die Signale werden drahtlos übermittelt und liefern zudem den für den Betrieb des Retina-Implantats notwendigen Strom. Wie bei den beiden anderen Modellen werden die Bilder von einer kleinen Kamera aufgenommen, die an einer Brille befestigt wird. Erforderlich ist außerdem ein kleiner Computer von der Größe eines Smartphones, der die Bildsignale in elektrische Impulse verwandelt.

Die Verbindung zum Retina-Implantat erfolgt jedoch kabellos. Die Signale werden in Infrarot-Strahlen verwandelt, die ein Sender auf der Innenseite der Brille optisch in Richtung Retina abstrahlt. Das Retina-Implantat selbst besteht aus flächig angeordneten Photozellen, die die Infrarot-Signale in elektrische Impulse verwandeln. Mit ihnen werden dann die Nervenzellen der Retina stimuliert, die bei degenerativen Augenerkrankungen wie der Retina pigmentosa in der Regel funktionsfähig sind.

Anders als Second Sight und Retina Implant AG kann Loudin noch keine klinischen Daten vorweisen. Das Implantat wurde erst an den Augen von Ratten erprobt, wo es allerdings Nervenimpulse auslösen konnte. Die Impulsdauer betrug 0,5 bis 4 Millisekunden, was bewegte Bilder erlauben sollte. Pro Impuls wurden nur 0,2–10 mW/mm2 Energie übertragen, so dass die Erwärmung der Retina laut Loudin hundertfach unterhalb der Schwelle liegt, ab der eine thermische Schädigung des Gewebes zu erwarten wäre.

Die Größe der einzelnen Sensoren beträgt nur 70µm, was eine deutlich höhere Auflösung als bei den beiden Implantaten ermöglicht. Die Implantate sind außerdem wesentlich dünner. Und mit der drahtlosen Übertragung könnte auch ein Infektionsrisiko entfallen.

Ob die Implantate bioverträglich sind und die Signale ausreicht, um in der Sehrinde der Patienten Bilder zu erzeugen, müssen klinische Studien zeigen, die nach Einschätzung von Experten erst in einem oder zwei Jahren beginnen können. Zunächst müsse die vorklinische Entwicklung abgeschlossen werden.

Second Sight hat kürzlich in Ophthalmology (2912; 119: 779-788) Ergebnisse zu 30 Patienten vorgestellt, die vor 6 Monaten bis 2,7 Jahren mit dem Implantat Argus II versorgt wurden. Laut Mark Humayun vom Doheny Eye Institute, Los Angeles, können die vormals erblindeten Personen Objekte erkennen und Bewegungen wahrnehmen. Der Visus von 20/1262 zeigt jedoch, dass nicht zu viel erwartet werden darf.

Die Retina Implant AG hat kürzlich in Großbritannien eine klinische Studie begonnen, an der 12 Patienten teilnehmen sollen. Einer der ersten Implantatträger schilderte in der Pressemitteilung, dass er das erste Mal seit 25 Jahren wieder Licht sehen und die Umrisse bestimmter Gegenstände erkennen könne.

In Deutschland haben den Angaben zufolge neun Patienten ein Implantat erhalten. Auch hier sollen die Rückmeldungen positiv sein. Die Mehrheit der Patienten habe ein im täglichen Leben brauchbares Sehvermögen zurückerhalten, schreibt der Hersteller. Die Patienten könnten Gegenstände in einer Entfernung von 10 Metern sehen und Zahlen auf einem Würfelpaar entziffern, berichtet der Hersteller. © rme/aerzteblatt.de

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