LIRIC Verfahren Augenlaser: Die nicht-invasive Zukunft der Sehkorrektur
Das LIRIC Verfahren Augenlaser revolutioniert die refraktive Augenchirurgie durch einen völlig neuen Ansatz. Anders als bei LASIK oder PRK wird kein Gewebe entfernt, sondern die Hornhautstruktur durch ultrakurze Laserpulse gezielt verändert. Prof. Dr. Stephanie Joachim von der Ruhr-Universität Bochum erklärt im Interview, warum diese nicht-invasive Technologie die Zukunft der Sehkorrektur sein könnte.
Interview mit Prof. Dr. Stephanie Joachim zur LIRIC-Forschung
Prof. Dr. Stephanie Joachim forscht in Bochum zum innovativen LIRIC Verfahren Augenlaser. Der „Laser-induced Refractive Index Change” könnte in Zukunft bewährten Techniken der refraktiven Chirurgie Konkurrenz machen. Wie das LIRIC Verfahren Augenlaser funktioniert und wo die Forschung derzeit steht, erklärt sie im Interview mit Concept Ophthalmologie.
Was ist das LIRIC Verfahren Augenlaser?
Concept Ophthalmologie: Was genau ist das LIRIC-Verfahren und seit wann sind Sie an dessen Forschung und Entwicklung beteiligt?
Prof. Stephanie Joachim: Wir beschäftigen uns seit gut drei Jahren intensiv mit dem Laser-induced Refractive Index Change (LIRIC), einem Verfahren, das sich derzeit in einer präklinischen Phase befindet. Mit diesem neuartigen LIRIC Verfahren Augenlaser kann die Struktur der Hornhaut so beeinflusst werden, dass sich die Brechkraft des Auges gezielt und nicht-invasiv verändern lässt. Wir sehen einen klaren Bedarf an einem neuen refraktiv-chirurgischen Ansatz, da viele Patienten vor etablierten Verfahren zurückschrecken. Dies kann unterschiedliche Gründe haben:
- Kein Einschnitt in die Hornhaut gewünscht
- Befürchtung postoperativer Beschwerden wie trockene Augen
- Ungeeignetheit bei dünner Hornhaut
- Sorge vor dauerhaften Veränderungen
Genau hier eröffnet das LIRIC Verfahren Augenlaser ein großes Potenzial, da kein Gewebe entfernt wird und das Verfahren somit für ein breiteres Patientenkollektiv infrage kommt. Zudem dürfte das Verfahren auch zu deutlich weniger postoperativen Beschwerden führen.
Wie Bochum zum LIRIC-Vorreiter wurde
Wie kam es, dass die Knappschaft Kliniken des Universitätsklinikums Bochum zum LIRIC-Vorreiter wurden?
Die Augenklinik der Ruhr-Universität Bochum kann diese Technologie besonders umfassend erforschen, weil sie klinische Expertise in Hornhaut- und Refraktivchirurgie mit den Möglichkeiten der Grundlagenforschung durch das Experimental Eye Research Institute (EERI) verbindet und durch internationale wissenschaftliche Kooperationen unterstützt wird. Diese Kombination aus klinischer Erfahrung, modernster experimenteller Forschung und globaler Vernetzung macht Bochum zu einem der führenden Zentren in der LIRIC-Entwicklung.
Aktuelle LIRIC-Forschungsprojekte in Bochum
An welchem konkreten Projekt wird gerade geforscht?
Im laufenden LIRIC-Projekt untersuchen wir gemeinsam mit der Firma SCHWIND eye-tech-solutions, unserem Projektpartner, die Effektivität und Sicherheit des LIRIC Verfahren Augenlaser. Auch wollen wir seine Wirkweise besser verstehen. Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert.
In der präklinischen Studie haben wir das entwickelte LIRIC-Augenlasersystem hinsichtlich seiner Wirksamkeit und Effektivität im Labor überprüft. Es wurden ex vivo Schweineaugen verwendet, da diese sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Morphologie dem menschlichen Auge gleichen.
An diesem ex vivo Modell wird analysiert:
- Zukünftige Wirksamkeit des Verfahrens
- Effektivität der Behandlung
- Sicherheit für Patienten durch Ausschluss von Schäden
- Validierung der Behandlungsergebnisse
Zusätzlich wird das LIRIC System noch modifiziert werden. Im nächsten Schritt planen wir dann menschliche Hornhautlentikel mit Hilfe des Verfahrens zu behandeln.
LIRIC im Vergleich zu LASIK, PRK und SMILE
In Bochum wurden bereits Pilotstudien durchgeführt, die LIRIC mit etablierten Verfahren wie LASIK, PRK, SMILE vergleichen. Was sind die wichtigsten Erkenntnisse hieraus?
Noch befinden wir uns in der präklinischen Phase des Projektes. Das Neue und Innovative am LIRIC Verfahren Augenlaser im Vergleich zu bisherigen refraktiv-chirurgischen Methoden ist, dass LIRIC nicht invasiv ist und bei verschiedensten Fehlsichtigkeiten eingesetzt werden könnte.
Durch ultrakurze Laserpulse wird die Struktur der Hornhaut beeinflusst, ohne sie zu schneiden oder Gewebe abzutragen, um so die Brechkraft der Hornhaut und als Folge die des Auges zu verändern.
Vorteile des LIRIC-Verfahrens:
- Hornhaut wird nicht ausgedünnt
- Biomechanische Stabilität bleibt weitgehend erhalten
- Wichtiges Sicherheitsmerkmal
- Prinzipiell reversibel
- Brechungsindexänderungen theoretisch erneut modifizierbar
Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass die Hornhaut dabei nicht ausgedünnt wird und ihre biomechanische Stabilität weitgehend erhalten bleibt, was ein wichtiges Sicherheitsmerkmal darstellt. Zudem gilt LIRIC als prinzipiell reversibel, da die induzierten Brechungsindexänderungen theoretisch erneut modifizierbar sind. Ein Aspekt, der es von allen etablierten Verfahren grundlegend unterscheidet.
In unseren präklinischen Studien an Schweinehornhäuten konnten wir bereits wichtige Erkenntnisse u.a. zur Sicherheit und zum Stabilitätsprofil des Verfahrens gewinnen. Im nächsten Schritt werden Lentikel von menschlichen Hornhäuten eingesetzt. Hierbei werden wir die durch LIRIC induzierten Brechungsindexänderungen in menschlichem Hornhautgewebe bewerten, wobei Präzision, Reproduzierbarkeit und Sicherheit im Vordergrund stehen. Diese Erkenntnisse werden dazu beitragen, Laserparameter zu verfeinern, Behandlungsprotokolle zu optimieren und den Übergang von LIRIC von der experimentellen Forschung in die klinische Anwendung zu beschleunigen.
Optische Eigenschaften der Hornhaut nach LIRIC
Wie beeinflusst das LIRIC Verfahren Augenlaser die optischen Eigenschaften der Hornhaut im Vergleich zu mechanisch-ablativen Verfahren?
Der LIRIC-Prozess basiert auf nichtlinearen Absorptionsphänomenen, wobei die Energie unterhalb der Gewebeschadensschwelle gehalten wird. Die aktuelle Hypothese besagt, dass photochemische Effekte, die durch Multiphotonenabsorption ausgelöst werden, zu einer lokalisierten Verdichtung der Kollagenfasern führen, wodurch interzelluläre Wassermoleküle verdrängt werden und sich der Brechungsindex verändert.
Entscheidend ist, dass diese Brechungsindexänderungen streng dosiert und in exakt geplanten, räumlich klar definierten Arealen der Hornhaut induziert werden, im Gegensatz zu mechanisch-ablativen Verfahren, bei denen Gewebe entfernt und die Hornhautstruktur insgesamt geschwächt wird. Um diese Effekte zu erzielen, wird in unserem Projekt ein Femtosekundenlaser verwendet, da dessen ultrakurze Pulse hohe Spitzenintensitäten bei niedrigen Impulsenergien liefern.
LIRIC für Patienten mit trockenen Augen
Könnte das LIRIC Verfahren Augenlaser in Zukunft ein geeignetes refraktiv-chirurgisches Verfahren für Menschen mit trockenen Augen oder anderen Vorerkrankungen sein?
Aktuelle Methoden der Laser-Sehkorrektur sind nicht ohne Nachteile, da sie mit einer dauerhaften Gewebeentfernung einhergehen, was zu einer Störung der biomechanischen Eigenschaften der Bindegewebskapsel des Auges führt. Diese Verfahren gehen postoperativ auch mit Beschwerden einher, die denen des trockenen Auges ähneln und bis zu 3–6 Monate nach der Operation anhalten können.
Postoperative Probleme etablierter Verfahren:
- Beschwerden ähnlich dem trockenen Auge
- Anhaltedauer von 3-6 Monaten
- Schädigungen der Nervenenden
- Empfindungsstörungen der Hornhaut
- Chronisches neuropathisches Schmerzsyndrom
Schädigungen der Nervenenden können auch zu Empfindungsstörungen der Hornhaut und zur Entwicklung eines chronischen neuropathischen Schmerzsyndroms führen. In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung einer alternativen gewebeschonenden Methode zur Veränderung der Brechkraft der Hornhaut notwendig, die eine genaue Vorhersage des refraktiven Ergebnisses ermöglicht und – falls erforderlich – zusätzliche Eingriffe ohne Beeinträchtigung der Gesundheit des Patienten möglich macht.
Diese Probleme werden beim LIRIC Verfahren Augenlaser wahrscheinlich nicht auftreten, da es nicht invasiv ist und auch kein Gewebe abträgt. Daher wäre es auch für mehr Personen, gerade mit Vorerkrankungen oder trockenen Augen, geeignet.
Hornhautbiomechanik nach LIRIC-Behandlung
Wie wird die Hornhautbiomechanik nach LIRIC gemessen und bewertet?
In der präklinischen Phase führen wir erste biomechanische Analysen durch, allerdings zunächst an Schweine-Hornhäuten. Hier konnten wir keine Veränderungen durch das LIRIC Verfahren Augenlaser feststellen. Auch konnten wir keine erhöhten Zelltodmarker oder Entzündungsmarker im Gewebe detektieren, wenn die LIRIC-Intensität unter der Gewebeschadensschwelle angesetzt wird.
Einfluss auf das Hornhautendothel
Was wissen wir zum Einfluss einer LIRIC-Behandlung auf das Endothel?
Die LIRIC-Behandlung zielt fokussiert auf das Stroma ab und hat daher wahrscheinlich keine Auswirkungen auf das Endothel. Zusätzlich ist bekannt, dass die Eindringtiefe von Femtosekundenlaser-Energie im Gewebe, auch bei über der Schwelle liegenden Anwendungen wie bei LASIK- oder KLEX-Schnitten, äußerst gering, räumlich streng begrenzt und präzise dosierbar ist.
Über viele Jahre klinischer Nutzung von Femtosekundenlasern konnten keine negativen Effekte dieser Energie auf das Hornhautendothel nachgewiesen werden. Daher gehen wir davon aus, dass ein subschwelliges, rein stromales LIRIC Verfahren Augenlaser sicher für das Endothel ist.
Zusammenarbeit mit SCHWIND
Wie gestaltet sich die Zusammenarbeit mit SCHWIND bei der Entwicklung des Lasers?
Wir arbeiten im Rahmen des Projektes sehr eng mit dem SCHWIND-Team zusammen, die initiale Entwicklung des Lasersystems erfolgte dort und im Laufe des Projekts. Das System wurde ständig weiterentwickelt. Wir stehen daher im engen Austausch und beide Projektpartner arbeiten sehr gut zusammen.
Persönliche Motivation für die LIRIC-Forschung
Wann sind Sie persönlich in die LIRIC-Forschung eingestiegen und was treibt Sie an?
Refraktive Fehler sind weltweit eine häufige Ursache für Sehbehinderungen. Kontaktlinsen und Brillen sind die häufigsten Korrekturmethoden, aber viele Patienten suchen nach alternativen Lösungen aufgrund von Unverträglichkeiten oder anderen Nachteilen. Aus meiner Sicht hat das LIRIC Verfahren Augenlaser enormes Potential Betroffenen hier zu helfen. Die Aussicht von Anfang an der Entwicklung eines neuartigen Laserverfahrens mitzuwirken, dass in Zukunft für eine deutlich größere Anzahl von Patienten als bisher geeignet ist, treibt mich auf jeden Fall an. Die Arbeit in dem Projekt ist überaus spannend, da einige Parameter ja erstmals an Hornhautgewebe getestet werden.
Die Fragen stellte Rosemarie Frühauf.
Erschienen in Concept Ophthalmologie 1-26
