Entwicklung der ersten digital gedruckten 3D-Augenprothese

Eine 3D-gedruckte Augenprothese wird nicht nur in einem Bruchteil der Zeit hergestellt, die das herkömmliche Verfahren benötigt, sondern die Prothese sieht auch realistischer aus. Möglich machen dies die Algorithmen von Cuttlefish:Eye, einer Softwarelösung des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD. In enger Zusammenarbeit mit der britischen Firma Ocupeye Ltd. hat das Darmstädter Forschungsteam ein einzigartiges Verfahren entwickelt, um aus einem Scan der Augenhöhle und einem Foto des gesunden Auges ein virtuelles Modell zu erstellen. Dieses dient als zuverlässige digitale Plattform für den 3D-Druck. Die bahnbrechende Technologie zur Herstellung von Prothesen wird nun in einer klinischen Studie am Moorfields Eye Hospital in London erstmals bei Patienten eingesetzt.

Der Ersttermin für die 3D-Prothese des Patienten beginnt mit einem 2,4 Sekunden dauernden, nicht invasiven, nicht ionisierenden Scan mit einem speziell modifizierten optischen Kohärenztomographen für die Augen, der von Tomey Japan hergestellt wird. Der resultierende Scan der Augenhöhle und das farbkalibrierte Bild des gesunden Auges werden digital an das Fraunhofer IGD übertragen. Tomey hat die Funktionen des Gerätes so optimiert, dass die Augenhöhle des entfernten Auges präzise vermessen und zusätzlich ein farbkalibriertes Foto des gesunden Auges erstellt wird. Aus diesen Daten erstellt Cuttlefish:Eye in ebenso kurzer Zeit ein 3D-Druckmodell. Angesteuert werden die Drucker über den universellen 3D-Druckertreiber Cuttlefish®, der sich durch seine Farbkonsistenz sowie die realistische Darstellung auch transparenter Materialien auszeichnet. Gedruckt werden die 3D-Prothesen von der Lupburger Fit AG, die über langjährige Erfahrung in der additiven Fertigung, insbesondere im Bereich der Medizintechnik, verfügt. Nach dem Druck werden die Prothesen von einem Team erfahrener Okularisten geprüft und fertig poliert. Mit einem einzigen 3D-Drucker kann Ocupeye potenziell den jährlichen Bedarf von rund 10.000 Prothesen für den britischen Markt decken.

Die Cuttlefish:Eye-Software ist als Medizinprodukt der Klasse 1 zertifiziert. Für die klinische Studie werden etwa 40 Patienten rekrutiert, die eine 3D-gedruckte Augenprothese erhalten. Sie werden im Laufe eines Jahres mehrmals von qualifiziertem Klinikpersonal untersucht und berichten über ihre Erfahrungen.

Potenziell könnte mit nur einem Gerät pro Klinik und dem Einsatz einer kleinen Anzahl geografisch verteilter 3D-Drucker der geschätzte Weltmarktbedarf von acht Millionen Menschen - etwa 0,1 Prozent der Weltbevölkerung - gedeckt werden.