ArchivDeutsches Ärzteblatt51-52/2009Retina-Implantate: Erste klinische Studien angelaufen

MEDIZINREPORT

Retina-Implantate: Erste klinische Studien angelaufen

Dtsch Arztebl 2009; 106(51-52): A-2549 / B-2198 / C-2130

Imhoff-Hasse, Susanne

Als E-Mail versenden...
Auf facebook teilen...
Twittern...
Drucken...
LNSLNS Weltweit geht der Wettlauf der Systeme um künstliche Sehprothesen für Blinde weiter. In wenigen Jahren könnten erste Medizinprodukte verfügbar sein, an denen deutsche Projektgruppen maßgeblich beteiligt sind.

Circa 20 Konsortien forschen weltweit an Retina-Implantaten für Patienten, die an der nicht behandelbaren degenerativen Netzhauterkrankung Retinitis pigmentosa leiden; in Deutschland sind etwa 30 000 Personen davon betroffen. Die Entwicklung ist in den letzten Jahren deutlich vorangekommen: Vier klinische Studien zu unterschiedlichen Ansätzen für künstliche Sehprothesen laufen derzeit, die nach ersten Untersuchungen zur Sicherheit der Systeme nun den Fokus auf die Sehwahrnehmung der Patienten richten.

Retinopathia pigmentosa: Auf der Netzhaut sieht man die knochenkörperchenartige Pigmentierung, die arterioläre Gefäßverengung und deutlich die wachsgelbe Papille. Das Gesichtsfeld verengt sich, bis nur ein kleiner Sehrest im Zentrum übrig bleibt (Tunnelblick/ Röhrengesichtsfeld). Foto: Prof. Dr. H. Busse, Universitätsklinikum Münster
Retinopathia pigmentosa: Auf der Netzhaut sieht man die knochenkörperchenartige Pigmentierung, die arterioläre Gefäßverengung und deutlich die wachsgelbe Papille. Das Gesichtsfeld verengt sich, bis nur ein kleiner Sehrest im Zentrum übrig bleibt (Tunnelblick/ Röhrengesichtsfeld). Foto: Prof. Dr. H. Busse, Universitätsklinikum Münster
Mikrochips wandeln Licht in elektronische Signale um
Dabei erweitere sich die Forschung hin zu hybriden Systemen mit biochemischen Impulsen anstelle von elektrischen sowie zu Systemen, die mit Wachstumsfaktoren kombiniert werden, erklärte Prof. Dr. med. Peter Walter von der Aachener Universitätsaugenklinik beim internationalen Symposium der „Retina Implant Foundation“ und der „Pro Retina Stiftung zur Verhütung von Blindheit“ in Bonn.

Zwar ist die Krankheit mit dem Verlust an Fotorezeptoren verbunden; doch nachgeschaltete retinale Neurone in der Netzhaut mit Verbindung der Nervenzellen zum Gehirn sind noch teilweise intakt, sodass elektronische Implantate an diese Zellen ankoppeln und die eingesetzten Mikrochips das Licht in elektronische Signale umwandeln können. Die elektrischen Impulse werden über die verbliebenen Netzhautneurone und ihre Sehnervenfasern an die Sehrinde des Gehirns (visueller Kortex) weitergeleitet und sollen im zentralen Sehsystem zu einer visuellen Wahrnehmung verarbeitet werden.

Zu den führenden Forschungsgruppen zählen die drei deutschen Verbünde; von einem US-amerikanischen Projekt erwarten Experten das erste marktfähige Medizinprodukt in wenigen Jahren. Wie ihre Präsentationen zeigten, vermitteln alle elektronischen Sehhilfen künstlich ausgelöste Seheindrücke, sogenannte Phosphene. In einer US-Studie konnten die Patienten hell und dunkel unterscheiden sowie Bewegungen und größere Objekte wahrnehmen. Und es gibt Berichte der Forschergruppe aus Tübingen, dass einzelne Patienten Buchstaben lesen können, wenn diese acht Zentimeter groß sind.

In Bonn stellte das US-amerikanische Unternehmen Second Sight Medical Products sein Produkt „Argus II“ vor. 17 Patienten zwischen 51 und 69 Jahren mit einer so schlechten Sehschärfe, dass sie das Stadium „Lichtwahrnehmung“ kaum erreichten, trugen das epiretinale Implantat, das sich auf der Innenseite der Netzhaut befindet, über sechs Monate. Allen Patienten seien bis Januar 2009 (dem Berichtszeitraum) Phosphene bei insgesamt guter Verträglichkeit des Implantats vermittelt worden, es habe keine Funktionsausfälle des Produkts gegeben, berichteten Brian Mech und Robert Greenberg.

Unerwünschte Wirkungen seien zumeist während der Operationszeit aufgetreten, fünf Patienten hätten eine Bindehauterosion, vier eine Hypotonie und drei eine Endophthalmitis entwickelt, was innerhalb des sechsmonatigen Untersuchungszeitraums behoben werden konnte. Abgesehen von den Seheindrücken hätten sich auch das Sehvermögen hinsichtlich der Wahrnehmung von Bewegungen und die Mobilität der Patienten verbessert. Insgesamt hätten bis Juli dieses Jahres 32 Patienten in elf kooperierenden Zentren ein solches Implantat erhalten. Für die Patienten sei das Erkennen bereits weniger Lichtsignale als hilfreich für die Orientierung, zumal die Wiedererlangung der Mobilität bei den meisten Erkrankten Priorität habe.

Implantat zwischen Retina und Glaskörper
Zwei der drei deutschen Projektgruppen, entwickeln ebenfalls epiretinale Prothesen, bei denen sich die Implantate zwischen der Retina und dem Glaskörper befinden. Der Prototyp des Verbunds um die Ingenieure der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme unter Beteiligung von Prof. Dr. med. Peter Walter von der Universitätsaugenklinik Aachen und Neurophysikern der Universität Marburg gilt nach eigenen Angaben als weltweit einziges vollständig implantierbares System, was das Infektionsrisiko sinken lässt.

Bei den Untersuchungen mit dem „Epiret 3“ des Start-up-Unternehmens Epiret gehe es jetzt um die Langzeitverträglichkeit, da die Ethikkommission den Einsatz nicht mehr auf vier Wochen begrenze. Eine Folie mit Chips wird ins Auge gesetzt, über die neuronale Signale an eine Stimulationselektrodenmatrix auf der Netzhaut geleitet werden. Bei einem externen Sender, der in ein Brillengestell integriert ist, werden aufgenommene Bilder in Stimulationsmuster umgewandelt, die Daten über eine telemetrische Verbindung zur Empfängereinheit des Implantats übertragen und die Zellen im Auge stimuliert. Die Versorgung der Prothese mit Energie und Daten funktioniert drahtlos. Dadurch sollen die Operationszeit und Belastung für den Patienten sinken.

Bei dem zweiten epiretinalen Projekt des Unternehmens Intelligent Medical Implants mit Sitz in Bonn und in der Schweiz soll eine weitere klinische Studie in Kooperation mit Prof. Dr. med. Gisbert Richard von der Universitätsaugenklinik in Hamburg sowie mit einer Augenklinik in Graz, Österreich, laufen, bei der den Patienten ihr Implantat für die Dauer von 18 Monaten eingesetzt wird. Eine Empfangseinheit wird außen auf der Lederhaut angebracht, an die ein Sender von einer Kamerabrille Stimulationsdaten und Energie überträgt. Während die Energie, die für das Implantat benötigt wird, drahtlos ins Augen-innere gesendet wird, ist eine Prozessoreinheit samt Mikrocomputer, die die Batterien für die Energieversorgung enthält, über ein dünnes Kabel mit der Brille verbunden.

Bei subretinalen Systemen erhalten Patienten die Chips dagegen nicht auf, sondern unter der Netzhaut fest implantiert. Hieran forscht ein Verbund um Prof. Dr. med. Eberhart Zrenner vom Department für Augenheilkunde der Universität Tübingen mit Augenärzten der Regensburger Universität und des Dresdener Uniklinikums. In einer klinischen Studie wurden an der Tübinger Augenklinik insgesamt elf Patienten mit einem subretinalen Chip versehen, der von der ausgegründeten Firma Retina Implant AG hergestellt wird.

Nach Worten von Zrenner ist bei diesem System vorteilhaft, dass der Chip selbst lichtempfindlich ist, das Bild an Ort und Stelle verarbeitet und damit die Augenbewegung für die Ortung von Gegenständen verwenden kann. Er berichtete von einigen blinden Patienten, die mithilfe der Implantate Gegenstände wie Messer, Teller oder Gitter und deren Richtung unterscheiden könnten. Bei einem Patienten sei eine Sehschärfe oberhalb der Grenze der deutschen Definition der Blindheit festgestellt worden, was bisher weltweit mit keinem anderen Implantat erreicht worden sei.

Alternative: Sehprothesen mit biochemischen Impulsen
Arbeitsgruppen in Japan und der Schweiz entwickeln Systeme, bei denen der Chip außen auf der Lederhaut befestigt wird und nur noch Mikroelektroden zur Stimulation der Retina ins Augeninnere vorgeschoben werden. Chinesische Forscher verfolgen den Ansatz, direkt den Sehnerv zu stimulieren, und eine US-amerikanische Gruppe versucht, die Sehrinde des Gehirns zu aktivieren. Ein völlig anderes Verfahren setzt auf Sehprothesen mit biochemischen Impulsen, konkret Neurotransmittern.

Der Bonner Neuroinformatiker Prof. Dr. med. Rolf Eckmiller nannte die Gestaltwahrnehmung als Ziel aller Entwicklungen, wobei letztere untrennbar mit der Grundlagenforschung verbunden seien. Notwendig sei eine lernfähige Prothese, die eine Art Melodie aus Impulsen erzeuge, die im Gehirn erkannt und eine Gestaltwahrnehmung – wie Tisch oder Tasse – erzeugen könne. Voraussetzung dafür sei der aus vier Nervenzellschichten bestehende Aufbau vor den Lichtsinneszellen, was die komplexe Datenverarbeitung in der Retina zur Wandlung optischer Muster in Impulsmelodien erst ermögliche.

Die Referenten appellierten an das Bun­des­for­schungs­minis­terium, die eingestellte Förderung wieder aufzunehmen. In Deutschland hatte das Ministerium die Entwicklung von Sehprothesen mit 17,5 Millionen Euro unterstützt. Eine „zweite Welle“ an öffentlicher Förderung sei für die Entwicklung medizinisch ausgereifter Systeme notwendig.
Susanne Imhoff-Hasse

Leserkommentare

E-Mail
Passwort

Registrieren

Um Artikel, Nachrichten oder Blogs kommentieren zu können, müssen Sie registriert sein. Sind sie bereits für den Newsletter oder den Stellenmarkt registriert, können Sie sich hier direkt anmelden.

Fachgebiet

Zum Artikel

Anzeige

Alle Leserbriefe zum Thema