Retina Implantate – Zukunftsmusik oder bereits Realität?

Nahezu ein Jahrzehnt ist seit der ersten Ankündigung vergangen, bei blinden Personen noch vorhandene Netzhautzellen elektrisch zu stimulieren und damit eine Sehwahrnehmung hervorzurufen. Es ist ein Weg von der Hoffnung zur Wirklichkeit, denn tatsächlich gibt es sie schon, diese fertigen Implantsysteme. Doch wie schauen sie aus? Und vor allem was können sie, und wer kann damit behandelt werden?

Funktionsweise Implantate bei Netzhauterkrankungen

Helfen können diese Implantate Personen mit bestimmten Netzhauterkrankungen, bei denen nur ein Teil der Netzhautzellen verloren gegangen ist und bei denen gleichzeitig der Sehnerv intakt ist, damit die Information des Auges zum Gehirn, der Sehrinde, weitergeleitet werden kann. Es funktioniert so: Die noch verbliebenen Netzhautzellen werden elektrisch mittels Implantat im Auge stimuliert und können so eine Sehwahrnehmung hervorrufen. Der elektrische Reiz wird also an die Netzhaut abgegeben und von dort über den natürlichen Weg, den Sehnerv, an das Gehirn weitergegeben. Erprobt wurden die Implantsysteme bisher allerdings nur an erblindeten Patienten mit Retinopathia Pigmentosa.

Die Augenheilkunde hat lange auf so eine Entwicklung warten müssen. Dass sie überhaupt möglich war, haben wir den Fortschritten in der Technologie zu verdanken. Miniaturisierungen bis in den Nanobereich sind notwendig, um die aufwändigen Implantate zu erzeugen, die vom Auge vertragen werden und ihre komplexe Aufgabe erledigen können. Zehn Jahre hat die Entwicklung und Erprobung gedauert, bis es zur ersten Anwendung am Menschen kam: Ein spannender Moment, denn bis dahin konnte niemand genau sagen, ob mit diesen elektrischen Reizen auch tatsächlich eine Wahrnehmung erzielt werden kann.

Klinischer Partner

Bei dieser Gelegenheit möchte ich mich auch kurz vorstellen. Ich bin Augenchirurgin und Forscherin an der Universitäts-Augenklinik Graz und war von Anfang an bei dieser Entwicklung mit dabei. Meine Aufgabe ist es, klinischer Partner der entwickelnden Firma zu sein. Praktisch bedeutet das, zu sagen, wie so ein Implantat ausschauen soll, damit es vom Auge vertragen wird, wie man das in das Auge implantieren kann, und es schlussendlich auch zu erproben.

Gehen wir also zurück zu der Frage: Wie schauen diese Implantsysteme aus?

Zunächst gibt es zwei unterschiedliche Technologien. Beiden gemeinsam ist, dass man das ins Auge eingesetzte Implantat nicht sieht. Aber jedes Implantat braucht noch zusätzlich ein weiteres, externes Element, das das Implantat entweder mit Energie und/oder Information von außen her füttert. Deshalb spricht man auch von Implantsystemen. An diesem externen Zusatzteil ist schon die unterschiedliche Technologie zu erkennen. Die eine Technologie braucht eine Brille, die andere eine Sekundärspule, die hinter dem Ohr magnetisch gehalten wird. Für die Bezeichnungen der unterschiedlichen Technologien ist der Ort der Implantation maßgebend: Bei der einen werden die Elektroden von innen auf die Netzhaut angelegt und heißen daher epiretinale Implantate, während die anderen unter die Netzhaut geschoben werden, sogenannte subretinale Implantate.

Technische Details

Für Technikinteressierte möchte ich das etwas genauer erklären: Bei den epiretinalen Implantaten wird die Netzhaut von Elektroden gereizt, die ihre Information wiederum durch ein innen im Auge verlaufendes Kabel von einem elektronischen Teil, dem Mikrochip, bekommt. Diese Teile sind also vollständig implantiert. Die Information wird entweder elektromagnetisch oder via Infrarot drahtlos in das Auge gesendet. Die dazu benötigte Brille ist daher mit einer Mikrokamera sowie einem Sender ausgestattet. Die Mikrokamera nimmt die Umgebung auf und diese Information wird umgewandelt und dann ins Auge gesendet und dort in elektrische Signale umgewandelt.

Verschiedene Hersteller von epiretinalen und subretinalen Implantaten

Bei den epiretinalen Implantaten gibt es derzeit zwei Herstellerfirmen: Second Sight (www.2-sight.eu) und Pixium Vision (www.pixium-vision.com). Das subretinale Implantat wird von der Retina Implant AG (www.retina-implant.de) erzeugt. Hier wird die Information gleich im Auge durch lichtsensible Elektroden, sogenannte Mikrophotodioden, direkt in elektrische Stimulation umgesetzt, allerdings müssen diese Signale zunächst verstärkt und von außen mit zusätzlicher Energie versorgt werden. Daher benötigt diese Technologie ein Kabel, das unter der Haut vom Implantat im Auge bis hinter das Ohr geführt und auch implantiert ist, um hier in eine unter die Haut implantierte Primärspule zu münden. Die Sekundärspule wird dann magnetisch auf die Haut außen über der Primärspule, also hinter dem Ohr, aufgesetzt. Praktisch bedeutet das, dass beide Systeme Zusatzteile brauchen, um zu funktionieren. Beide bedienen sich magnetischer Induktion, um die Stromversorgung des Implantates zu gewährleisten.

Zum Thema „Wie setzt der Körper diesen elektrischen Reiz um?“ gäbe es natürlich auch noch viel Interessantes zu sagen, aber das würde diesen Rahmen sprengen. Nur so viel, zurzeit werden physikalisch sehr unterschiedliche Elektrostimuli verwendet und noch zeigt sich nicht, welche die besten Wahrnehmungen hervorrufen können.

Anwendung von Implantsystemen

Nun kommen wir aber zur wesentlichen Frage: Was können diese Implantsysteme? Zunächst möchte ich daran erinnern, dass es sich hier um einen ersten Schritt handelt und Sehen ein sehr komplizierter Vorgang ist. Also bitte ich Sie, etwas Geduld zu haben, da ja auch nicht das erste Auto ein Rennbolide war. Zunächst sind wir froh bewiesen zu haben, dass das Implantsystem prinzipiell funktioniert und Sehwahrnehmungen hervorrufen kann. Zum jetzigen Zeitpunkt können damit vollständig erblindete Retinopathia-Pigmentosa-Patienten Umrisse sehen. Das gelingt zwar nicht bei jedem Patienten, aber zwei Drittel profitieren von so einem Implantat. Das betrachten wir Forscher und die Betroffenen als enormen Fortschritt.

Warum nicht bei jedem Patienten ein Erfolg garantiert werden kann, ist derzeit noch unklar. Auch zeichnet sich bezüglich der Sehwahrnehmung noch kein Vorteil der einen Technologie gegenüber der anderen ab. Die Wahrnehmung selbst entspricht nicht dem herkömmlich verschwommenen Sehen. Prinzipiell sieht man Lichtpunkte, die zu einem Bild zusammengesetzt werden. Da das epiretinale Implantat über 50 Elektroden verfügt, sind es ca. 50 Lichtpunkte insgesamt. Das entspricht in der Bildgenauigkeit groben Umrissen. Es stellt sich die Frage, ob wir mehr Wahrnehmung erzielen könnten, wenn wir mehr Elektroden hätten. Das wird von allen Seiten erhofft, ist aber noch nicht bewiesen. Denn auch das subretinale Implantat erzielt die gleiche Sehschärfe, obwohl es über mehr Elektroden verfügt.

Implantate noch im Entwicklungsstadium

Natürlich gibt es bei diesem Thema auch viel Zukunftsmusik, die über die Medien verbreitet wird. Wann immer eine Idee zur Verbesserung geboren ist, wird ihre praktische Machbarkeit überprüft. Es folgen Medienberichte, die davon erzählen, dass man dieses oder jenes entwickelt. Und für den normalen Bürger sieht es so aus, als wäre dieses Produkt schon morgen auf dem Markt. Man muss schon sehr genau aufpassen, um zu verstehen, was eigentlich gemeint ist, und dass vieles noch im Entwicklungsstadium ist. Obwohl diese Meldungen also mitunter verfrühte Hoffnungen wecken, sind sie dennoch wichtig. Denn die Entwicklung dieser Implantate hat schon mehrere Milliarden verschlungen und die Finanzierung hängt von Investoren ab, die natürlich nur aktuelle und in der Öffentlichkeit wichtige Dinge fördern wollen.

Nun aber wieder zurück zu den bereits existierenden Gegebenheiten. Insgesamt gibt es weltweit nur drei Firmen, die marktreife Produkte herstellen. Zwei davon sind schon CE-zertifiziert, davon kann derzeit eines käuflich erworben werden. In manchen Ländern haben die Krankenkassen bereits akzeptiert, dass dies eine anerkannte Behandlungsform für blinde Personen ist, und übernehmen daher die Kosten. Natürlich wird aber auch weiterhin intensiv daran gearbeitet, die Wahrnehmung zu verbessern. Da gibt es viele Wege und Möglichkeiten, sowohl von der technologischen als auch von der medizinischen Seite. So viel kann aber jetzt schon gesagt werden: Für Personen, die an Retinopathia Pigmentosa erblindet sind, gibt es nun erstmalig eine etablierte Behandlung. Es ist zu hoffen, dass diese Behandlungsform in Zukunft auch auf andere Krankheitsgruppen angewendet werden kann!