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Netzhaut-Mikrochip lässt Patienten hoffen

Dürfen Patienten mit Retinitis pigmentosa, vielleicht auch mit altersbedingter Makula-Degeneration, zumindest vorsichtig hoffen? Ein direkt unter die menschliche Netzhaut implantierter Mikrochip könnte ihnen langfristig wenigstens ein schemenhaftes Sehen ermöglichen. Der Chip wurde von einem Ulmer Forscher im Rahmen eines vom BMBF geförderten Verbundprojektes entwickelt.

Retinitis pigmentosa ist eine angeborene oder erworbene Erkrankung der Netzhaut, die durch abgestorbene Lichtzellen (Photorezeptoren) entsteht. Die altersabhängige Makula-Degeneration ist die Hauptursache für starke Sehbehinderung und Blindheit bei älteren Menschen in den Industrieländern. Nach Experten-Angaben leiden in Deutschland bis zu zwei Mio. Menschen daran. In der Makula, ein 1,5 mm großer Bereich der Netzhaut, sitzen die wichtigsten Sinneszellen des Auges. Die Makula ermöglicht das Scharfsehen.

Süddeutsches Verbundprojekt

Rothermel beim Vortrag in San Francisco.
Den medizinischen Part des mit 1,3 Mio. Euro geförderten Vorhabens hat die Augenklinik der Universität Tübingen gemeinsam mit Augenärzten der Universität Regensburg übernommen, den Chip entwickelte ein Forschungsteam der Universität Ulm unter Leitung von Albrecht Rothermel vom Institut für Allgemeine Elektrotechnik und Mikroelektronik im Auftrag der Reutlinger Medizintechnikfirma Retina Implant AG.

Über erste Erfolge berichtete Projektleiter Eberhard Zrenner von der Tübinger Uni-Klinik Medienberichten zufolge bereits im letzten Jahr. Einige der sieben ersten Probanden, denen noch der Netzhaut-Chip eines Stuttgarter Instituts eingepflanzt worden war, erkannten demnach zumindest Schemen oder orteten Lichtquellen.
Bessere Ergebnisse versprechen sich die Beteiligten in Zukunft von der nächsten Generation des an der Universität Ulm entwickelten Winzlings (drei mal drei Millimeter). „Wenn alles gut läuft, können die ersten Chips vielleicht noch in diesem Jahr implantiert werden“, sagt Rothermel. Er stellte das Projekt jüngst auf der ISSCC in San Francisco vor, auf der wichtigsten Fachkonferenz für elektronische Schaltungen.

Feinere Strukturen erkennen

Ulmer Hoffnungsträger, der Netzhaut-Chip. (Foto: Uni Ulm)
Rothermel rechnet mit einer besseren Auflösung durch den neuen Mini-Chip: „Wir hoffen, dass die Probanden damit auch feinere Strukturen erkennen können.“
Zugleich warnt er vor übertriebenen Erwartungen, da sich der Chip in den Bereich des schärfsten Sehens der Netzhaut nicht so ohne weiteres platzieren lasse. Dafür rechnet der Ulmer Wissenschaftler mit einer längeren Lebensdauer des Chips.

Außerdem entfällt Rothermel zufolge bei der neuen Version die für den Probanden lästige, für Versuchsmessungen nötige Verkabelung samt Steckverbindung. Vielmehr werde den Patienten künftig eine kleine Dose unter die Haut gepflanzt. Damit könnten die Daten induktiv übertragen werden. „Und der Proband kann damit auch problemlos nach Hause“, so Rothermel.

Visuelle Reizungen aufnehmen und weitergeben

Produziert wird der Mikro-Chip von einem österreichischen Hersteller nach Rothermels Design-Vorgaben. In diesen elektronischen Schaltungen findet sich neben den Erfahrungen aus der ersten Versuchsreihe auch die Kompetenz des Ulmer Forschungsteams.

Die künstliche Sehhilfe soll diejenigen Aufgaben der Netzhaut übernehmen, welche die abgestorbenen lichtempfindlichen Zellen nicht mehr leisten können: visuelle Reizungen aufnehmen und an die dahinter liegenden Sehnerven weitergeben, die diese verarbeiten und an das Gehirn weiterleiten. Den ersten Teil erledigen die jeweils 1600 Photosensoren und Titan-Nitrid-Elektroden des Mikro-Chips. Abhängig vom Lichteinfall steuern die Sensoren mit Hilfe elektronischer Schaltungen die Elektroden, die die jeweiligen Signale als elektrische Spannungen an die Sehnerven übertragen.

Netzchip braucht intakte Sehnerven

Soll das System funktionieren und das von Zrenner ausgegebene Fernziel von sechsprozentiger Sehschärfe erreicht werden, müssen allerdings die Sehnerven intakt sein. Dann ließen sich Gesichter erkennen oder mit einer starken Brille lesen. Unwirksam bleibt der Retina-Ersatz bei angeborener Blindheit, bei Schäden im Sehzentrum des Gehirns oder bei weit fortgeschrittenem Grünem Star.

Große internationale Konkurrenz

Zrenners Projekt und seine Ulmer Partner konkurrieren mit zahlreichen Teams auf der ganzen Welt. Laut „Science“ arbeiten rund zwei Dutzend Forschungsteams an der Entwicklung von Netzhautchips, mit teilweise deutlichen höheren Budgets und auch mit anderen wissenschaftlichen Ansätzen. Nach übereinstimmenden Medienberichten besitzen nur je zwei deutsche und amerikanische Produkte und ein japanischer Chip Versuchsreife. Rothermel gibt sich zuversichtlich: „Ich sehe absolut gute Chancen für unsere Lösung.“

Quelle: Universität Ulm, 4.3.08 (wp, 12.3.08)
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Albrecht Rothermel
Tel.: 0731/50-26204
Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/netzhaut-mikrochip-laesst-patienten-hoffen