Patientenadaptives Drucküberwachungs- und Behandlungssystem zur Glaukomtherapie

Ein wichtiger Aspekt für die chirurgische Technik des hier konzipierten neuartigen Implantatsystems ist eine komplikationsarme und sichere Durchführung: Die mikro-chirurgische Implantation und Fixation eines ophthalmologischen Implantats ist an-spruchsvoll und erfordert hohes Können auf Seiten des Chirurgen. Direkt nach der Operation kann es aufgrund einer mangelnden Dichtigkeit der Verbindung zwischen Implantat und Gewebe zu Phasen der Hypotonie kommen. Vor allem ist neben einer sicheren Fixation durch eine nachhaltige Integration in das Gewebe, gleichzeitig eine durch Zellwachstum ungestörte Funktion zu gewährleisten. Mit dem geplanten Projekt soll auf Basis von therapiebegleitenden, aktuellen Messungen die Dynamik des intraokularen Drucks patientenindividuell geregelt werden können.

Das Teilprojekt vom IFUM beschäftigt sich mit dem Aufbau eines numerischen Modells, das auf der Methode der Finiten Elemente (FEM) beruht und die numerischen Untersuchungen des Implantat-Auge-Systems ermöglicht. Für die Durchführung der Simulation werden Informationen benötigt, die das zu modellierende System beschreiben. Im Falle des Glaukomimplantats muss ein Modell generiert werden, das die Anatomie des Auges mit dem mittels Trabekulektomie eingesetzten Glaukomimplantat annähernd genau erfasst. Dazu müssen im Vorfeld Daten als Eingangsgrößen vorliegen, die von den Projektpartnern durch tomografische Analysen des Augenbulbus zur Erstellung einer Datensammlung über die verschiedenen Kammern und Gewebeanteile ermittelt sowie durch tonometrische Messungen ergänzt werden. Diese Daten werden in digitalisierter Form für die FE-Modellierung bereitgestellt.

Ferner ist für die numerische Modellierung des Implantat-Auge-Systems eine möglichst genaue physikalische Beschreibung der Materialien des Implantats sowie der unterschiedlichen Skleraschichten unerlässlich. Insbesondere erfordert die materielle Beschreibung des Aktors aus einer Formgedächtnislegierung im Glaukomimplantat  die Zusammenarbeit mit den Projektpartnern, die die experimentellen Daten als Grundlage für die numerische Modellierung durch eine Materialcharakterisierung zur Verfügung stellen. Die Validierung des generierten Materialmodells bzw. Simulationsmodells erfolgt ebenfalls in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern an einem Funktionsmuster, dessen Entwicklung durch diese parallel erfolgt.