22.09.2014

Fraunhofer EMFT

Mikropumpe schützt vor Erblindung

Querschnitt des Auges mit Implantatposition

Forscher der Fraunhofer EMFT präsentieren auf der COMPAMED das Konzept für ein implantierbares Pumpensystem, das den Augeninnendruck dauerhaft reguliert. Mit dem Ansatz soll erstmalig eine langfristig wirksame Therapie von Augenerkrankungen wie Glaukom oder Phthise möglich werden.


Heutige Therapien gegen Augenerkrankungen wie Glaukom oder Augapfelschwund verschaffen Patienten meist nur eine kurzfristige Linderung ihres Leidens: Beim Glaukom wird der Augenflüssigkeit beispielsweise durch so genannte Filtrationsoperationen ein künstlicher Abflussweg unter die Bindehaut gebahnt. Bei etwa einem Viertel der Patienten kommt es im Laufe der Zeit jedoch zu Vernarbungen der Abflusszone. Dadurch fließt das Kammerwasser schlechter ab und der Augeninnendruck steigt wieder. Im Fall von Augapfelschwund – der so genannten Phthise – ist dagegen die Kammerwasserproduktion gestört, das Auge trocknet aus.


Forscher der Fraunhofer EMFT arbeiten gemeinsam mit mehreren Industriepartnern an einem neuen Therapieansatz: Im Rahmen des BMBF-Förderprojekts MIKROAUG entwickeln sie unter der Konsortialführung des Heidelberger Unternehmens Geuder AG ein aktives, mikrosystemtechnisches Implantatsystem. Weitere Projektpartner sind DUALIS MedTech GmbH, Binder Elektronik GmbH, Jvi GmbH, MVZ Prof. Neuhann sowie Uniklinik Köln mit Prof. Kirchhof. Mit dem neuartigen System soll es möglich werden, den Augeninnendruck dauerhaft zu regulieren, bzw. das Auge vor dem Austrocknen zu bewahren. Das geplante Implantat besteht aus einer biokompatiblen Silizium- Mikromembranpumpe, hochminiaturisierter Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie Filter, Mikrokanülen und anwendungsabhängig einem Reservoir. Der Augendruck wird reguliert, indem das für den Überdruck verantwortliche Augenwasser abgepumpt und in den Schlemmkanal (den natürlichen Abflussweg) geleitet wird. Im Fall von Phthise lässt sich das Auge hingegen mithilfe des Miniatur-Dosiersystems kontinuierlich tonisieren. Dabei verfügt die Mikropumpe über eine intelligente Diagnosefunktionalität, um ein zuverlässiges, exaktes Dosierverhalten zu gewährleisten.


Der Arzt kann die Förderrate der Pumpe während der Therapie jederzeit über ein externes Steuermodul an den aktuellen Augendruck anpassen. Dazu wollen die Projektpartner ein Telemetriemodul in das Implantat integrieren, das eine kontaktlose Systemkontrolle gestattet. Dieses Modul ermöglicht gleichzeitig ein Aufladen des akkubetriebenen Implantats in praktikablen Zyklen. Der Patient soll dazu lediglich eine Art Brille aufsetzen müssen – aufwändige Austauschoperationen werden so vermieden.


Trotz seiner Komplexität soll das System so klein werden, dass es bequem auf dem Augapfel implantiert werden kann und die Module sich an die Form der Augenhöhle anpassen lassen. Der Patient würde das Implantat dann nicht spüren und auch die Augenbewegung wäre nicht eingeschränkt. Um dies zu erreichen, arbeiten die Projektpartner kontinuierlich an einer weiteren Miniaturisierung und innovativer Aufbau- und Verbindungstechnik sowie einem hermetischen Bond für die Mikropumpe.


Animationen des Konzepts sowie einige Mikropumpen-Prototypen präsentieren die Fraunhofer-Forscher auf der diesjährigen COMPAMED in Halle 8A, Stand K40.