Der Blick durchs künstliche Auge
Lukas Traxler untersucht die Eigenschaften künstlicher Linsen für Augenoperationen
Wien – Es ist eine der häufigsten Operationen bei älteren Menschen: Wenn sich die Augenlinse eintrübt und Grauer Star diagnostiziert wird, ersetzen Ärzte in einem Eingriff die Augenlinse mit einem künstlichen Pendant. Die neue Linse korrigiert dann auch Kurz- oder Weitsichtigkeit oder Augenfehler wie Astigmatismus.
„Je besser die Linsen an den individuellen Patienten angepasst werden, desto sensibler sind sie aber auf Verschiebungen während des Heilungsprozesses“, sagt Lukas Traxler. Er leitet an der FH Technikum Wien das Projekt Loalis (Laser and Optics in Applied Life Sciences), in dem neuartige Prüfmethoden für künstliche Linsen entwickelt wurden.
Die neu eingesetzte Linse kann im Zuge der Genesung ihre Position verändern, kippen oder sich verschieben. „Das ist ein biologischer Prozess, den man bei der Operation selbst nicht in den Griff bekommen kann“, sagt Traxler. „Die künstlichen Linsen müssen deshalb bereits bei ihrer Entwicklung so optimiert werden, dass sie trotz Verschiebung ihre Funktion bestmöglich erfüllen.“
Die Medizinprodukte unterliegen strengen Prüfnormen, die Toleranz gegenüber Positionsveränderungen bleibt bisher allerdings noch unberücksichtigt. „Die derzeit gültige Messnorm stammt aus einer Zeit, in der das noch kein Thema war“, erklärt Traxler. In dem von der Stadt Wien geförderten Projekt wurden die Voraussetzungen für neue Prüfnormen geschaffen. „Wir haben einen Messaufbau entwickelt, mit dem man die künstliche Linse möglichst gut charakterisieren kann“, sagt der Forscher.
Das Augenmodell, das in Kooperation mit dem FraunhoferInstitut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena entwickelt wurde, simuliert die optischen Eigenschaften des Auges – inklusive Hornhaut, Kammerwasser und eben der Linse, die für die Tests von zwei präzisen, kleinen Motoren entsprechend verschoben und gekippt wird.
Hinter dem Auge befindet sich eine Messapparatur, die das Bild, das beim Menschen auf der Retina entsteht, in Messwerten beschreibt. „Hier wird charakterisiert, welche Abbildungsfehler durch die Verschiebungen entstehen“, erklärt Traxler.
Die technische Seite des fünfjährigen Projekts ist abgeschlossen. In den verbleibenden zwei Jahren kümmern sich Traxler und Kollegen um die Implementierung der Ergebnisse in die FH-Lehre. In einem künftigen Projekt soll die Analyse aber noch weitergehen: „Wir wollen das Bild, das durch das Verschieben der Linsen entsteht, auf die Retina gesunder Probanden projizieren. So können wir sehen, welche Sehfehler das Gehirn ausgleicht und welche es nur schwer verarbeiten kann.“
Die Forschung fließt in Traxlers Dissertation in Technischer Physik an der TU Wien ein. „Mich hat schon immer alles Technische fasziniert. Durch den Zivildienst ist das Interesse an Medizin dazugekommen“, blickt der 1988 im Waldviertel geborene Forscher zurück. Im Studium von Biomedical Engineering an der FH Technikum und der TU Wien haben sich für ihn beide Welten verbunden. In der Freizeit wechselt Traxler Labor und Hörsaal gegen Kletterhalle und Tanzparkett: „Ich betreibe zwei Hobbys intensiv. Das eine ist Klettern, das andere Lindy-Hop – ein Tanz zur Swingmusik der 1930er- und 40er-Jahre.“ europäischen Fachtierärztin, die sie 2016 als sogenannte „Diplomate“erfolgreich beendete.
Dazwischen verbrachte sie drei Jahre an einer Forschungsstelle an der kanadischen Universität von Saskatchewan, wo sie sich mit dem Verursacher des Porzinen Reproduktiven und Respiratorischen Syndroms, kurz PRRS, beschäftigte.
Dabei handelt es sich um eine Krankheit, die Mitte der 1980erJahre zum ersten Mal in den USA auftrat und anfangs große Ratlosigkeit auslöste. Davon zeugt ihr alter Name „Mystery Swine Disease“(Mysteriöse Schweinekrankheit). Auch „Blue Ear Disease“(Blauohren-Krankheit) hieß sie anfangs – nach der zyanotischen Blaufärbung der Ohren betroffener Tiere. 1991 wurde das Virus, das die Krankheit auslöst, das erste Mal isoliert. Bis heute jedoch gibt es den Wissenschaftern Rätsel auf. So hat es auf Schweine in verschiedenen Lebensabschnitten unterschiedliche Auswirkungen: Erwachsene Eber und Sauen, die damit infiziert sind, weisen oft kaum Symptome auf, hochträchtige Sauen jedoch werfen gewöhnlich tote und/oder kranke Ferkel. Die überlebenden Ferkel leiden häufig an Atemwegserkrankungen und Entwicklungsstörungen.
Verluste in Millionenhöhe
Damit nicht genug, gibt es oft große Unterschiede von Herde zu Herde, wie stark sich die Krankheit überhaupt manifestiert. Wieso das so ist, ist bislang unklar. Nach den genomischen Analysen, die Ladinig in Kanada durchführte und die auch Gegenstand ihrer Habilitationsarbeit waren, weiß die neue Klinikleiterin jedenfalls eines: „Es gibt genetische Unterschiede zwischen den Populationen, was die Empfänglichkeit für die Krankheit angeht.“
Das dafür verantwortliche Virus dürfte derzeit jedenfalls der wirtschaftlich relevanteste Erreger von Schweinekrankheiten sein. „In den USA werden die Verluste mit mehr als 600 Millionen Dollar pro Jahr beziffert“, sagt Ladinig, „aber auch in Europa gibt es massive Einbußen durch das PRRS-Virus.“Übertragen kann es auf verschiedensten Wegen werden: durch sämtliche Körperflüssigkeiten der kranken Tiere selbst, aber auch über Gegenstände, mit denen sie in Kontakt gekommen sind, und sogar über die Luft.
Wichtiger Modellorganismus
Heilen kann man das Porzine Reproduktive und Respiratorische Syndrom bis jetzt nicht. Ladinig und ihre Mitarbeiter arbeiten jedoch daran, anhand winziger Einzelmutationen (sogenannter Single Nucleotide Polymorphism, kurz SNP) Genotypen zu finden, die für das Virus weniger empfänglich sind, um diese Erkenntnisse dann in die Zucht einfließen zu lassen.
An der Vetmed-Uni Wien werden jedoch nicht nur Schweinekrankheiten erforscht. „Das Schwein ist ein wichtiger Modellorganismus für den Menschen, weil es uns in vielen Dingen sehr ähnlich ist“, sagt Ladinig. Deshalb werden an ihrem Institut auch immer wieder Herden von 20 bis 30 Tieren gehalten, an denen Medikamente oder Therapieansätze für Menschen getestet werden, so etwa gegen Krebs, Diabetes oder Osteoporose.
Oft bringen auch Besitzer kranke Exemplare, um feststellen zu lassen, woran sie leiden, und von Gegenmaßnahmen für die ganze Herde zu erfahren. Diese Kontakte mit der „Außenwelt“sind Ladinig besonders wichtig: „Die Klinik ist das Bindeglied zwischen der Praxis und der Grundlagenforschung“, ist sie überzeugt. Dementsprechend will sie die bereits bestehende Zusammenarbeit auf diesem Sektor „erhalten und natürlich weiter ausbauen“.
Die neu berufene Professorin mag Schweine übrigens nicht nur beruflich: Wie der Großteil der Österreicher isst sie sie auch gern.