Retina-Implantat

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 24. November 2016
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Retina-Implantate können bei stark sehbehinderten oder blinden Menschen bis zu einem gewissen Grad die Funktion der durch Netzhautdegeneration zerstörten Fotorezeptoren übernehmen, sofern die Sehnerven und Sehbahnen des Gehirns funktionstüchtig sind. Je nach Zerstörungsgrad der Netzhaut kommen unterschiedliche Techniken zum Einsatz, die teilweise mit eigener Kamera arbeiten.

Inhaltsverzeichnis

Was ist das Retina-Implantat?

Die verfügbaren Retina-Implantate, auch als visuelle Prothesen bezeichnet, nutzen zwar unterschiedliche Techniken, haben aber immer zum Ziel, Bilder des zentralen Gesichtsfeldes so in elektrische Impulse zu verwandeln, dass sie von den der Retina nachgeordneten Ganglien, Bipolarzellen und Nerven anstelle der Signale der Fotorezeptoren weiter verarbeitet und an die Sehzentren des Gehirns geleitet werden können.

Die Sehzentren erzeugen letztlich das virtuelle Bild, das wir unter „Sehen“ verstehen. Die Retina-Implantate übernehmen – soweit das möglich ist – die Funktion der Fotorezeptoren. Unabhängig von der angewandten Technik sind Retina-Implantate immer dann sinnvoll, wenn die den Fotorezeptoren nachgelagerten Ganglien, Bipolarzellen und Nervenbahnen zum Gehirn und die Sehbahnen im Gehirn intakt sind und ihre Funktion wahrnehmen können. Prinzipiell wird zwischen subretinalen und epiretinalen Implantaten unterschieden.

Auch Implantate wie Optikusimplantate und andere können letztlich je nach Arbeitsprinzip unter die Kategorie epiretinal oder subretinal eingeordnet werden. Die subretinalen Implantate nutzen das natürliche Auge zur „Bildbeschaffung“, so dass sie ohne separate Kamera auskommen. Die epiretinalen Implantate sind auf eine externe Kamera angewiesen, die an einer Brille montiert sein kann.

Funktion, Wirkung & Ziele

Das häufigste Anwendungsgebiet für Retina-Implantate sind Patienten, die an der Retinopathia pigmentosa (RP) oder Retinitis pigmentosa erkrankt sind. Es handelt sich um eine Erbkrankheit, die durch Gendefekte ausgelöst wird und zur Netzhautdegeneration mit Abbau der Fotorezeptoren führt. Die annähernd gleichen Symptome können auch durch toxische Substanzen oder als unerwünschte Nebenwirkungen von Medikamenten wie Thioridazin oder Chloroquin verursacht werden (Pseudoretinopathia pigmentosa).

Bei einer Erkrankung an der RP ist sichergestellt, dass die nachgelagerten Ganglien, Bipolarzellen und Axone sowie die gesamten Sehbahnen nicht in Mitleidenschaft gezogen werden, sondern ihre Funktionalität behalten. Das ist eine Vorbedingung für die nachhaltige Funktionalität eines Retina-Implantats. Unter Experten wird auch der Einsatz von Retina-Implantaten bei der altersbedingten Makuladegeneration (AMD) diskutiert. Die Entscheidung, ob ein subretinales oder epiretinales Implantat eingesetzt wird, sollte ausführlich mit dem Patienten unter Abwägung aller für und wider besprochen werden. Der wichtigste Unterscheidung zwischen einem subretinalem und einem epiretinalem Implantat besteht darin, dass das subretinale Implantat ohne separate Kamera auskommt.

Retina-Implantate sind generell immer dann sinnvoll, wenn die den Fotorezeptoren nachgelagerten Ganglien, Bipolarzellen und Nervenbahnen zum Gehirn und die Sehbahnen im Gehirn intakt sind und ihre Funktion wahrnehmen können.

Das Auge selbst wird genutzt, um auf einem direkt zwischen Netzhaut und Aderhaut angebrachten Implantatareal mit einer größtmöglichen Vielzahl von Photozellen, je nach Lichteinfall elektrische Impulse zu erzeugen. Die Bildauflösung, die erzielt werden kann, hängt davon ab wie dicht die Photozellen (Dioden) auf dem Implantat gepackt sind. Nach dem Stand der Technik können etwa 1.500 Dioden auf dem 3 mm x 3 mm großen Implantat untergebracht werden. Es kann damit ein Gesichtsfeld von etwa 10 Grad bis 12 Grad abgedeckt werden. Die elektrischen Signale, die in den Dioden erzeugt werden, stimulieren nach Verstärkung durch einen Mikrochip mittels Stimulationselektroden die jeweils zuständigen Bipolarzellen.

Das epiretinale Implantat kann das Auge nicht als Bildquelle nutzen, sondern ist auf eine separate Kamera angewiesen, die an einem Brillengestell befestigt werden kann. Das eigentliche Implantat ist mit einer möglichst großen Zahl von Stimulations-Elektroden ausgestattet und wird direkt auf der Netzhaut befestigt. Anders als das subretinale Implantat empfängt das epiretinale Implantat keine Lichtimpulse, sondern die bereits von der Kamera in elektrische Impulse umgewandelten Bildpunkte. Jeder einzelne Bildpunkt ist bereits von einem Chip verstärkt und verortet, so dass die implantierten Stimulationselektroden individuelle elektrische Impulse empfangen, die sie an „ihr“ Ganglion und an „ihre“ Bipolarzelle direkt weiterreichen.

Die Weiterleitung und Weiterverarbeitung der elektrischen Nervenimpulse zu dem virtuellen Bild, das die zuständigen Sehzentren im Gehirn erzeugen, läuft analog zu gesunden Personen ab. Das mit den Implantaten anvisierte Ziel besteht darin, den Menschen, die erblinden, weil sie unter einer Degeneration der Netzhaut leiden, aber über ein intaktes Nervensystem und intaktes Sehzentrum verfügen, ihr Sehvermögen so gut wie möglich zurückzugeben. Die verwendeten Retina-Implantate werden ständig technisch weiter entwickelt, um dem Ziel einer höheren Bildauflösung näher zu kommen.

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Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Die allgemeinen Risiken wie Infektionen und die Risiken der notwendigen Anästhesie sind bei dem Einsatz eines Retina-Implantats vergleichbar mit denen anderer Augenoperationen. Da es sich bei der Technologie um eine relativ neue Entwicklung handelt, liegen noch keine Erkenntnisse darüber vor, ob es zu spezifischen Komplikationen wie z. B. Abstoßung des Materials durch das Immunsystem kommen kann. Bei den bisher durchgeführten Eingriffen sind keine derartigen Komplikationen aufgetreten.

Das leichte Schmerzempfinden am Tag nach der OP entspricht dem Verlauf anderer Eingriffe im Bereich der Netzhaut. Eine Besonderheit und technische Herausforderung besteht bei subretinalen Implantaten in der Stromversorgung. Das Stromversorgungskabel wird seitlich aus dem Augapfel herausgeführt und verläuft im Bereich der Schläfe weiter nach hinten wo die Sekundärspule am Schädelknochen befestigt ist. Die Sekundärspule erhält den notwendigen Strom von der außen angebrachten Primärspule über Induktion, so dass keine mechanische Kabelverbindung zwischen Primär- und Sekundärspule notwendig ist.

Subretinale Implantate bieten den Vorteil, dass sie auch die natürlichen Augenbewegungen nutzen, was bei epiretinalen Implantaten mit separater Kamera nicht der Fall sein kann. Beide Implantat-Techniken beinhalten spezifische Herausforderungen, an denen gearbeitet wird.

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