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Fraunhofer-Lösung im Praxiseinsatz Computergenerierte Augenprothesen aus dem 3D-Drucker

Von Susanne Ehneß 2 min Lesedauer

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Fraunhofer Institut für Graphischen Datenverarbeitung
Governikus GmbH & Co. KG

Augenprothesen lassen sich im 3D-Druckverfahren herstellen. Die 2021 erstmals vorgestellte Technologie des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD wird im Moorfields Eye Hospital in London bereits praktisch eingesetzt.

Das künstliche rechte Auge, im Bild links zu sehen, ist kaum vom echten zu unterscheiden.(© Stephen Bell, Ocupeye Ltd)
Das künstliche rechte Auge, im Bild links zu sehen, ist kaum vom echten zu unterscheiden.
(© Stephen Bell, Ocupeye Ltd)

„Patientinnen und Patienten beschreiben die 3D-gedruckten Augenprothesen als lebensverändernd“, sagt Johann Reinhard, stellvertretender Abteilungsleiter des Kompetenzzentrums 3D-Drucktechnologie. Das künstliche Auge passe optisch ideal zum zweiten vorhandenen Auge und füge sich zudem bestmöglich in die Augenhöhle ein.

Möglich macht dies ein Verfahren aus Scan und 3D-Druck. Mit der Software „Cuttlefish:Eye“ sowie dem Druckertreiber „Cuttlefish“ unterstützt das Fraunhofer IGD Okularisten. Die Software ist in Großbritannien als Medizinprodukt zugelassen und soll künftig auch auf dem europäischen Festland zum Einsatz kommen. Im „Moorfields Eye Hospital“ in London wird die Technologie bereits eingesetzt, bislang konnten mehr als 200 Patienten davon profitieren.

Für die Software haben die Forscher bei zehn Patienten die Größe und Farbe von Iris und Pupille sowie die Texturing der Sklera erfasst. Außerdem wurde hinsichtlich der Form festgestellt, 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.

Neben der hohen Qualität verweist Fraunhofer IGD auf die kurze Produktionszeit. Der Zeitaufwand für die Okularistinnen und Okularisten falle bis zu fünf Mal geringer aus, wodurch auch die Kosten deutlich sinken. „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 seien Augenprothesen meist nach schweren Verletzungen oder Erkrankungen – etwa 750.000 Menschen in Europa seien davon betroffen.

Das Verfahren

Mittels einer optischen Kohärenztomographie 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. 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.

Forschung des Fraunhofer IGD in der Augenheilkunde

Wie Fraunhofer betont, soll die neue Technologie auch in anderen Bereichen eingesetzt werden: Zahnrestaurationen und Epithesen sollen künftig ebenfalls mittels Software gestaltet und mit dem Druckertreiber Cuttlefish hergestellt werden.

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