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Intelligente Lesehilfe: Im Augen-Modell simuliert ein Implantat die Brechkraft-Änderung. Foto: Forschungszentrum Karlsruhe.
Intelligentes Implantat ersetzt Lesebrille
KIT-Wissenschaftler entwickeln anpassungsfähige Linse für Nah- und Fernsehen
Rund 1,3 Milliarden Menschen weltweit leiden unter Altersweitsichtigkeit. Ab dem vierzigsten Lebensjahr verschlechtert sich das Nahsehen, weil das Auge Objekte in nächster Nähe nicht mehr scharf abbilden kann. Verantwortlich hierfür ist die nachlassende Elastizität der Augenlinse. Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeln zurzeit ein intelligentes Implantat, das diese Ermüdungserscheinung ausgleichen soll.
Wenn eine Armeslänge nicht mehr ausreicht, um die Zeitung zu lesen, hilft normalerweise eine Lesebrille dem nachlassenden Sehvermögen auf die Sprünge. Diese Ersatzleistung wollen Wissenschaftler des Instituts für Angewandte Informatik (IAI) nun in das Auge hinein verlagern und mit einem intelligenten System die kontinuierliche Brechungsleistung der Linse ersetzen. Die Vision der Wissenschaftler: Eine Optik mit intelligenten Materialien, die sich an die unterschiedlichen Bedingungen des Nah- und Fernsehens anpasst. "Innerhalb von fünf Jahren wollen wir einen Prototyp entwickeln und die Grundlagen für ein Implantat schaffen", kündigt Professor Georg Bretthauer vom IAI an.
Das menschliche Auge ist ein optisches System. Es lenkt einfallendes Licht auf dem Weg von der Hornhaut bis zur Netzhaut auf der Rückseite des Auges so ab, dass auf der Netzhaut ein scharfes Abbild des anvisierten Objektes entsteht. Um sich auf unterschiedlich entfernte Objekte einzustellen, muss das Auge sein Brechungsverhalten anpassen. Dazu verändert der Ziliarmuskel die Form und Lage der Augenlinse. Beim Blick in die Ferne hat die Linse eine flachere Form und dadurch eine niedrigere Brechkraft. Je näher das Objekt rückt, desto mehr nimmt die Linse eine kugeligere Gestalt mit einer höheren Brechkraft an. Diese so genannte Akkommodation, das heißt die Anpassung an verschiedene Sehweiten, lässt mit den Jahren nach und verschwindet im Alter im Fall der Altersweitsichtigkeit fast völlig, da die Linse ihre Elastizität verliert.
Das künstliche Akkommodationssystem der KIT-Wissenschaftler soll die nachlassende Sehleistung kompensieren. Es benötigt dazu mehrere Komponenten: ein aktiv-optisches Element mit Aktorik, einen Sensor zur Erfassung des Akkommodationsbedarfs sowie eine Steuerung und Energieversorgung. Zurzeit entwickeln die KITWissenschaftler die Grundlagen für das Aktorsystem, das Energieversorgungssystem und für die Systemintegration. Für die anderen Komponenten liegen bereits wesentliche Ergebnisse vor, die ein Demonstrator veranschaulicht, der das menschliche Auge im Maßstab 5:1 abbildet (siehe Bild).
Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit der Universitäts-Augenklinik in Rostock durchgeführt. Beteiligt sind außerdem ab 2009 als Industriepartner die Firmen Carl Zeiss Meditec AG und Wittenstein AG, die gemeinsam mit dem KIT und der Universität Rostock in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekt einen entsprechenden Prototyp entwickeln werden.
Im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schließen sich das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammen. Damit wird eine Einrichtung international herausragender Forschung und Lehre in den Natur- und Ingenieurwissenschaften aufgebaut.
Karlsruher Institut für Technologie / IDW.
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Materialsgate Glossar
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Element
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Prototyp
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Sensor
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