Hoffnung für hunderttausende Menschen in Europa: In reproduzierbar hoher Qualität und mit weniger Aufwand als bisher lassen sich Augenprothesen im 3D-Druckverfahren herstellen. Das Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD unterstützt Okularistinnen und Okularisten mit einer Software sowie einem Druckertreiber bei der Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
1. Optimal angepasste künstliche Augen erhöhen die Lebensqualität
2. Augenprothesen überzeugen Patienten und Okularisten
3. Gleichbleibend hohe Qualität bei verkürzter Produktionszeit
4. Digitales Verfahren besonders schonend für die Patienten
Mehr als 200 Patientinnen und Patienten profitieren bereits von der neuen Technologie. Ihre Methodik sowie aktuelle Ergebnisse haben die Forschenden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
Optimal angepasste künstliche Augen erhöhen die Lebensqualität
Im Jahr 2021 hatten die Darmstädter Forschenden ihre Technologien erstmals vorgestellt – seitdem revolutioniert der 3D-Druck die Herstellung von Augenprothesen am renommierten Moorfields Eye Hospital in London. „Mit optimal angepassten künstlichen Augen erhöht sich die Lebensqualität der Betroffenen enorm“, erklärt Johann Reinhard, stellvertretender Abteilungsleiter des Kompetenzzentrums 3D-Drucktechnologie.
Dass die Prothese nicht nur optisch ideal zum zweiten vorhandenen Auge passt, sondern sich auch bestmöglich in die Augenhöhle einfügt, gewährleisten die Forschenden mit ihrem Verfahren aus Scan und 3D-Druck. Mit der Software Cuttlefish:Eye sowie dem Druckertreiber Cuttlefish unterstützt das Fraunhofer IGD die Okularisten. Die Software ist bislang in Großbritannien als Medizinprodukt zugelassen und soll künftig auch auf dem europäischen Festland zum Einsatz kommen.
Augenprothesen überzeugen Patienten und Okularisten
In der Publikation beschreiben die Forscher die Technologie hinter der Cuttlefish:Eye-Software und die Qualität der damit erstellten Augenprothesen. Dafür haben sie anhand von zehn Patientinnen und Patienten zwei Aspekte untersucht: Erscheinung und Form der Augenprothesen.
Unter ersterem Begriff fassen sie etwa die Größe und Farbe von Iris und Pupille sowie die Texturierung der Sklera zusammen. Die befragten Okularisten bewerteten diese Punkte durchgängig hervorragend. „Patientinnen und Patienten beschreiben die 3D-gedruckten Augenprothesen als lebensverändernd“, berichtet Reinhard.
Hinsichtlich der Form kristallisierte sich in der Betrachtung der zehn Fälle heraus, für welche Patiententypen die Augenprothesen besser und für welche weniger geeignet sind. Dabei wurden unter anderem die notwendigen Anpassungen sowie die finale Blickrichtung und Beweglichkeit der Prothese untersucht.
Gleichbleibend hohe Qualität bei verkürzter Produktionszeit
Neben der durch die Automatisierung gleichbleibend hohen Qualität bringt der 3D-Druck einen weiteren Vorteil mit sich: die verkürzte Produktionszeit. Indem der Zeitaufwand für die Okularisten bis zu fünf Mal geringer ausfällt, lassen sich – je nach Stückzahl – auch die Kosten deutlich senken.
„Viel wichtiger jedoch ist, dass mehr Patientinnen und Patienten behandelt werden können und sich deren Wartezeit auf eine neue Prothese verkürzen lässt“, erklärt Reinhard. Notwendig sind Augenprothesen meist nach schweren Verletzungen oder Erkrankungen – rund 750.000 Menschen in Europa sind davon betroffen.
Digitales Verfahren besonders schonend für die Patienten
Das digitale Verfahren des Ausmessens sowie der Produktion ist außerdem besonders schonend für die Patientinnen und Patienten: Mittels OCT (Optical Coherence Tomography) wird sowohl ein Scan der Augenhöhle als auch des gesunden Auges erstellt, eine integrierte Kamera liefert ein farbkalibriertes Bild. Der zuvor übliche Alginat-Abdruck der Augenhöhle ist nicht mehr notwendig.
Die Software Cuttlefish:Eye verwendet ein statistisches Formmodell, um trotz unvollständiger Oberflächeninformationen der Augenhöhle die am besten passende Prothesenform vorherzusagen. So wird aus den OCT-Daten in wenigen Minuten ein passgenaues 3D-Modell der Augenprothese berechnet, das visuell mit dem gesunden Auge übereinstimmt.
Die Produktion erfolgt auf einem Multimaterial-3D-Drucker, der über den 3D-Druckertreiber Cuttlefish angesteuert wird. Hergestellt und vertrieben werden die Prothesen von Ocupeye Ltd.
Ihre Expertise aus dem Bereich 3D-Druck in Farbe sowie die Erfahrungen mit Cuttlefish:Eye übertragen die Forschenden außerdem in andere Themenfelder: Zahnrestaurationen und Epithesen beispielsweise sollen in Zukunft ebenfalls mittels Software gestaltet und mit dem erprobten Druckertreiber Cuttlefish hergestellt werden. (jpk)
