Myopie ist eine der häufigsten refraktiven Sehstörungen weltweit. Schätzungen zufolge sind derzeit rund 33 % der Kinder und Jugendlichen im Alter von über fünf Jahre kurzsichtig. Prognosen gehen davon aus, dass sich dieser Anteil bis 2050 um weitere sieben Prozentpunkte erhöhen wird. Da sich das Auge während der Kindheit und Jugend noch im Wachstum befindet, kann eine fortschreitende Myopie im Erwachsenenalter schwerwiegende ophthalmologische Folgeerkrankungen begünstigen. Dazu zählen Netzhautablösung (Ablatio retinae), Makuladegeneration und Katarakt.
Zur Myopiekontrolle wurden in den letzten Jahren verschiedene Ansätze entwickelt. Spezielle Brillengläser mit integrierten Mikrolinsen beeinflussen das periphere Sehen, um das übermäßige Längenwachstum des Augapfels zu bremsen. Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) hat mit Laser Swelling eine neue Technologie zur Herstellung von Mikrolinsen auf Brillengläsern entwickelt. Diese innovative Methode könnte die Herstellung solcher Linsen flexibler und kostengünstiger gestalten.
Funktionsweise der Laser-Mikrolinsenherstellung
Beim Laser Swelling fokussieren Infrarot-Laserstrahlen gezielt auf das Polymermaterial von Brillengläsern. Die Laserenergie erhitzt eingebettete Wassermoleküle im Kunststoff, was zu einem lokalen Druckanstieg führt. Da sich dieser Druck nur nach oben entladen kann, bildet sich auf der Oberfläche des Materials eine dauerhafte Erhebung – eine Mikrolinse.
Vorteile des Laser Swelling
- Höhere Präzision: Die Lasertechnologie ermöglicht die Herstellung deutlich kleinerer und genauer positionierter Mikrolinsen als bisherige Verfahren.
- Flexibilität bei der Anordnung: Die Mikrolinsen lassen sich individuell positionieren und an unterschiedliche Brillenträger anpassen.
- Kosteneffizienz: Im Vergleich zur konventionellen Spritzguss-Technologie, die auf aufwendige Matrizen angewiesen ist, benötigt das Laser Swelling keine Formwerkzeuge.
- Nachhaltigkeit: Da kein Material abgetragen wird, entsteht kein Mikroplastik.
„Mit dem Laser Swelling sind wir zudem sehr flexibel, was die Größe der Mikrolinsen betrifft sowie ihre Form. Von sphärisch über asphärisch bis hin zu Zylinderlinsen ist alles realisierbar“, erklärt Prof. Thomas Höche, Leiter des Geschäftsfelds Optische Materialien und Technologien am Fraunhofer IMWS.
Individuelle Myopiekontrolle durch maßgeschneiderte Mikrolinsen
Die neue Lasertechnologie könnte die Progression der Myopie gezielt verlangsamen. Durch die speziellen Mikrolinsen in Brillengläsern wird ein überlagernder Brennpunkt in der peripheren Netzhaut erzeugt, wodurch das unkontrollierte Wachstum des Augapfels reduziert werden kann. Dies könnte langfristig das Risiko schwerwiegender Folgeerkrankungen wie Netzhautablösungen oder Makuladegeneration senken. Besonders Kinder, bei denen eine Myopieprogression früh erkannt wird, könnten von diesem maßgeschneiderten Therapieansatz profitieren.
Weitere Einsatzmöglichkeiten der Lasertechnologie in der Medizin
Neben Brillengläsern bietet das Laser Swelling auch Anwendungsmöglichkeiten in anderen Bereichen der Augenheilkunde und Medizintechnik. Durch die gezielte Veränderung der Oberflächenstruktur von Polymeren lassen sich unterschiedliche medizinische Produkte optimieren.
Mögliche Anwendungsbereiche:
- Intraokularlinsen: Verbesserung der optischen Eigenschaften künstlicher Linsen nach Kataraktoperationen.
- Mikrofluidik-Komponenten: Einsatz in mikroanalytischen Systemen zur Diagnostik, beispielsweise in Lab-on-a-Chip-Technologien zur Analyse von Blut- oder Gewebeproben.
- Markierung von Medizinprodukten: Diskrete Codierung von Spritzen oder Impfstoffen zur fälschungssicheren Nachverfolgbarkeit.
Fazit: Ein innovativer Ansatz für personalisierte Sehkorrektur
Das Laser Swelling-Verfahren stellt eine vielversprechende technologische Weiterentwicklung in der Herstellung von Mikrolinsen dar. Es ermöglicht eine individuelle Anpassung von Brillengläsern zur Myopiekontrolle und bietet gleichzeitig eine flexible, kosteneffiziente und nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Produktionsmethoden.
Angesichts der weltweit steigenden Myopieraten könnte diese Technologie eine bedeutende Rolle in der Prävention und Behandlung der Kurzsichtigkeit spielen.
