Abstract

DO.16.11

Der suprachoroidale Raum in der Glaukomchirurgie – fluidmechanische Modellbetrachtungen zur Entwicklung eines Mikrostents

Guthoff R. F.¹, Buß D.¹, Schmidt W.², Schultze C.², Stachs O.¹, Sternberg K.², Klee D.⁴, Chichkov B.³, Schmitz K.-P.^2
1Universität Rostock, Medizinische Fakultät, Augenklinik, Rostock; ²Universität Rostock, Institut für Biomedizinische Technik; ³Laserzentrum Hannover e.V., Department of Nanotechnology; ⁴RWTH Aachen, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie

Ziel: Die zur Minderung des Intraokulardrucks (IOP) verwendeten Implantate sind wegen subconjunktivaler Vernarbungen oft von geringem Erfolg. Unter Berücksichtigung der lokalen Druck- und Fliesseigenschaften wird im Rahmen eines SFB-Projektes ein regelbarer Mikrostent entwickelt, der den natürlich vorhandenen Abflussweg für Kammerwasser über die uveosklerale Route (Vorderkammer, Ziliarkörper, suprachoroidaler Raum (SCS), Sklera) und die Eigenschaft des SCS als potentiellen Resorptionsraum nutzen soll.
Methode: Die Literatur zur Physiologie des Kammerwasserflusses (Druckverhältnisse, Bildungs- und Abflussraten, Anatomie) sowie eigene in-vitro bzw. ex-vivo-Untersuchungen bilden die Basis für ein strömungsmechanisches Modell zur Simulation des zu entwickelnden Mikrostents. Aus den experimentell ermittelten Druckdifferenzen und Flussraten werden Strömungswiderstände definiert, die für die Konstruktion des Mikrostents und seinen Abflussregelmechanismus von Bedeutung sind.
Ergebnisse: Aufgrund der Kammerwasserproduktionsrate von 1,4 bis 2,7 µl/min wird eine maximale Flussrate von 2,0 µl/min durch den Stent angenommen, die das glaukomatöse Auge über den uveoskleralen Weg verlässt. Die Druckdifferenzen zwischen Vorderkammer und hinterem SCS von 4 - 10 mmHg sichern einen Fluss durch das festzulegende Stentlumen. Das Modell zeigt die Abhängigkeit dieser Druckdifferenz vom IOP, welche einen druckgesteuerten Regelmechanismus beschreibt. Die Modellrechnungen liefern die Schaltschwelle für Ventile, die bei einer Druckdifferenz von Δp = 1 – 5 mmHg schalten.
Schlussfolgerungen: Für den in den letzten Jahren wenig beachteten SCS wurden die pathophysiologischen Abläufe erneut bewertet, da moderne Technologien ihn für die Glaukombehandlung wieder interessanter machen. Des Weiteren erscheint das Konzept eines steuerbaren Mikrostents für die suprachoroidale Implantation als innovativer Ansatz für die Weiterentwicklung der Glaukomchirurgie.
Die Arbeit wird gefördert im Rahmen des SFB Transregio 37 "Mikro- und Nanosysteme in der Medizin – Rekonstruktion biologischer Funktionen"

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