Neue Entwicklungen zur schonenden Hornhaut-Transplantation an der Augenklinik Sulzbach
Drei wichtige Entwicklungen revolutionieren in naher Zukunft die Hornhaut-Transplantation: Zum einen gewinnt die Laser-Transplantation zunehmend an Bedeutung. Zum anderen stehen neue Stammzell-Therapien an der Schwelle zur klinischen Einführung. Darüber hinaus gibt es viele Ansätze, um den chronischen Transplantat-Mangel z.B. mit Xenotransplantaten oder künstlichem Hornhautgewebe zu überwinden. Unsere Forschergruppe beschäftigt sich im eigenen Reinraum-Labor intensiv mit der wissenschaftlichen Weiterentwicklung dieser innovativen Zukunfts-Therapien.

Excimer Laser-Keratoplastik (PALK)
Die Bedeutung der perforierenden Keratoplastik schwindet zwar, doch auch hier gibt es eine revolutionäre Änderung. Seit 2014 setzen wir als erste Klinik die neue PALK-geführte Excimer-Keratoplastik routinemäßig ein. Mit diesem Laser werden innerhalb von nur 60 s passgenaue Transplantate geschnitten, die eine Mikrometer-genaue Einpassung der Schnittkanten am Empfängerauge erlauben.
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Neu: Femtolaser-DALK bei Keratokonus zum Erhalt des natürlichen Endothels
Bei einem Keratokonus können wir heute die Sehkraft meist ohne eine Transplantation erhalten. Falls nicht, sollte die Transplantation aber zumindest nicht mehr perforierend durchgeführt werden. Mit einer 2015 in Sulzbach neu entwickelten Technik, der „Liquid Bubble Femto-DALK“ können wir eine Teil-Transplantation nur des Stromas unter Erhalt des natürlichen (und bei Keratokonus gesunden) Endothels durchführen. Dabei setzen wir die neue Generation der Niedrigenergie-Femtolaser ein. Der Vorteil ist, dass es besonders passgenaue Schnitte (nur 1/10 der bisherigen Laserenergie im Gewebe) gibt, womit sich das natürliche Endothel dieser meist noch jungen Patienten erhalten lässt. Unsere Augenklinik Sulzbach ist Deutsches Referenzzentrum für diese neue Lasertechnologie.
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Neu: Bowman-Transplantation mit Laser (bei Frühformen des Keratokonus)
Eine ganz neue Entwicklung gibt Hoffnung bei Keratokonus. Neue Studien zeigen, dass Frühformen des Keratokonus durch die Transplantation einer nur 20 µm dicken Lamelle (Bowman Membran) in eine Hornhauttasche im Fortschreiten gestoppt werden können. Diese aufwändige manuelle Technik führen wir in unserer Augenklinik mit einem modernen Femtosekundenlaser durch Femto-Bowman-Transplantation Die Entwicklung des Laserprofils erfolgte zusammen mit der Firma Ziemer (Deutsches Referenzzentrum)
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Excimerlaser-Smoothing – ein neues Verfahren bei oberflächlichen Hornhaut-Trübungen
Bei vielen Hornhauterkrankungen entstehen Narben, Trübungen oder Ablagerungen unter der äußeren Hornhautschicht, dem Epithel. Auch hier ist eine Transplantation häufig nicht mehr notwendig. Mit dem Excimer-Laser und einem speziellen Laserprofil (PALK) lässt sich das kranke Gewebe meist abtragen und die Hornhaut schonend „polieren“.
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Stammzelltherapie bei schwersten Hornhauterkrankungen
Bei schwerer Limbusstammzell-Insuffizienz ist eine Standard-Transplantation meist nicht mehr sinnvoll. Hier kommt eine von uns entwickelte, kombinierte Stammzell-Strategie erfolgreich zur Anwendung:

• Ex vivo Proliferation von Stammzellen auf Biomatrix im Reinraum
• Limbusrekonstruktion mit körpereigener Stammzelltransplantation
• PALK Excimer Keratoplastik erst im entzündungs- und gefäßfreien Milieu

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Schwerste Hornhauterkrankungen, z.B. nach Verbrennung oder Laugen-Verätzung können in vielen Fällen schonend mit einer neuen Stammzell-Transplantation behandelt werden. Diese Technik wird nur an wenigen Zentren in Europa angewandt.

Zukunftskonzepte zur künstlichen Hornhaut
Es gibt eine Reihe von interessanten Forschungskonzepten zur künstlichen Hornhaut, die bald in die klinische Routine eintreten könnten. Bei diesem Forschungsschwerpunkt arbeiten wir eng mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach zusammen:

• Artificial Cornea: Mit Anschubfinanzierung des Bundesministerium (BMBF) wird eine 3D Biomatrix in einem Bioreaktor entwickelt und mit körpereigenen Zellen rezellularisiert.
• Xenotransplantation: Mit einem revolutionären Konzept aus der experimentellen Laborforschung können Schweine-Hornhäute von allen immunogenen Epitopen befreit und rezellularisiert werden. Das könnte in Zukunft eine Antwort auf den Spendermangel sein.
• Polierte Vertebraten-Schuppen: Dieser Ansatz ist erstaunlich hoffnungsvoll, weil Vertrebraten-Schuppen die Eigenschaften eines transparenten Knorpels haben und gut einheilen.

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Xenotransplantation einer artfremden Hornhaut

Literatur:

• Yoeruek E, Bayyoud T, Maurus C, Hofmann J, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Szurman P.
• Reconstruction of corneal stroma with decellularized porcine xenografts in a rabbit model. Acta Ophthalmol 2012; 90: 206-210
• Yoeruek E, Bayyoud T, Maurus C, Hofmann J, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Szurman P.
• Decellularization of porcine corneas and repopulation with human corneal cells for tissue-engineered xenografts. Acta Ophthalmol 2012; 90:125-131
• Bayyoud T, Thaler S, Hofmann J, Maurus C, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Szurman P, Yoeruek E.
• Decellularized bovine corneal posterior lamellae as carrier matrix for cultivated human corneal endothelial cells. Curr Eye Res 2012; 37: 179-186

Künstliche Hornhaut (Artificial Cornea) als 3D-Biomatrix. Die eingebrachten Keratozyten produzieren nach einigen Wochen Hornhaut-typische Proteine und Proteoglykane
BMBF „Innovationswettbewerb zur Förderung der Medizintechnik“ in Kooperation mit dem Zentrum für Regenerationsbiologie und Regenerative Medizin, Tübingen und dem Leibniz Institut für Technische Chemie, Hannover