Augen aus dem 3D-Drucker: Neues Verfahren reduziert Aufwand für Augenprothesen drastisch

Millionen Menschen weltweit benötigen Augenprothesen. Diese müssen maßgeschneidert hergestellt werden, was sowohl aufwändig als auch teuer ist. Forscher:innen gelang es, den nötigen Aufwand mittels eines neuen Verfahrens und eines 3D-Druckers drastisch zu reduzieren.

Neues Verfahren für Augenprothesen

Augenprothesen gibt es schon lange. Tatsächlich wurde die älteste auf eine Zeit von vor 4800 Jahren datiert und in einem Grab im heutigen Iran gefunden. Damals bestand die Prothese aus einer Mischung aus Teer und Tierfett. Inzwischen werden natürlich moderne Materialien verwendet: In der Regel kommt bei einem kosmetischen Augenersatz spezielles Kryolithglas oder ein Acrylmaterial namens Polymethylmethacrylat zum Einsatz.

Allerdings gibt es inzwischen auch noch weitere Möglichkeiten. Forscher:innen haben nun ein digitales End-to-End-Verfahren zur Herstellung von Augenprothesen entwickelt. Bei dem Verfahren, das unter Leitung des Moorfields Eye Hospital in Großbritannien entwickelt wurde, werden passgenaue Augenprothesen mittels eines 3D-Druckers hergestellt.

Prothesen aus dem 3D-Drucker

Mit dieser neuen Technik sollen Augenprothesen in kürzester Zeit hergestellt werden können. Die Forscher:innen haben über einen Zeitraum von fünf Monaten künstliche Augen für zehn Personen angefertigt.

Bei dem Verfahren wird ein 3D-Scan der leeren Augenhöhle angefertigt. Die Form der Augenhöhle wird dann mithilfe einer Diagnosetechnik namens optische Kohärenztomographie (OCT) beurteilt. Dies geschieht innerhalb weniger Sekunden. Allerdings wird die Untersuchung durch die Augenlider erschwert. Diese versperren den Weg und machen es schwieriger, die gesamte Augenöhle zu analysieren. Hier kommt dann eine Computermodulierung ins Spiel. Mithilfe von Computermodellen konnten fie Forscher:innen diese Lücke füllen und die perfekte Form der Prothesen auf Basis von Prognosen ermitteln.

Anschließend werden die Prothesen in 3D-Farbe aus einem Material gedruckt, das viel Ähnlichkeit mit Polymethylmethacrylat hat. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der herkömmlichen Herstellung ist die Zeitersparnis. Gegenüber der manuellen Herstellung konnte die Arbeitszeit etwa um das Fünffache reduziert werden. Außerdem können die 3D-Drucker-Prothesen weit verfügbar gemacht werden. Das Ergebnis ist im Vergleich zur manuellen Herstellung außerdem sehr gleichmäßig und gut reproduzierbar. Ein Teil der Software und ein Druckertreiber kommen dabei vom Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD.

Noch ist das Verfahren nicht perfekt

Das Verfahren ist allerdings auch noch nicht perfekt. Bei acht der zehn Patient:innen passten die Prothesen perfekt in die Augenhöhlen, bei zweien nicht. Die Forscher:innen erklären dies unter anderem mit technischen Problemen beim Scannen. Die acht Teilnehmer:innen, bei denen das Auge passte, bewerteten die Prothesen mit ausgezeichnet oder sehr gut.

Menschen, die komplexe Augenhöhlen haben, können mit diesem Verfahren allerdings nicht versorgt werden und müssen weiter auf die manuell hergestellte Variante zurückgreifen. Aktuell können laut den Forscher:innen etwa 80 Prozent aller Menschen, die eine Augenprothese benötigen, auf das neue Verfahren zurückgreifen.

Allerdings handelt es sich um ein Proof-of-Concept, das noch weiter verfeinert werden muss.