Wie eine Fensterscheibe liegt die Kornea, die transparente Hornhaut, als äusserste Gewebeschicht schützend vor unseren Augen. Ist dieses 500 bis 600 Mikrometer dünne Gewebe durch Infektionen, Verletzungen oder Fehlbildungen geschädigt, treten Sichteinschränkungen bis hin zur Blindheit auf. Weltweit sind Millionen von Menschen von Hornhautschäden betroffen, aber nur etwa 100’000 von ihnen pro Jahr kann mit einer operativen Hornhauttransplantation geholfen werden. Der Grund: Der Bedarf an Gewebespenden ist deutlich höher als dessen Verfügbarkeit.

Ein Team aus Forschenden der Empa, der Universität Zürich, dem Tierspital Zürich und der Radboud Universität in den Niederlanden entwickelt daher ein selbstklebendes Implantat, das nicht auf Gewebespenden angewiesen ist und zudem keine Abstossungsreaktion hervorruft. «Die Basis für das Implantat ist ein bioverträgliches Hydrogel aus Kollagen und Hyaluronsäure», sagt Markus Rottmar vom «Biointerfaces»-Labor der Empa in St. Gallen.

Künstliche Hornhaut unterstützt Heilung

Darüber hinaus versehen die Forschenden das transparente Implantat mit Zusatzstoffen, die eine optimale biomechanische Stabilität ermöglichen. Die künstliche Hornhaut soll zudem mittels 3D-Druck hergestellt werden. «Das 3D-Extrusions-Bioprinting erlaubt es, das Implantat massgeschneidert auf die individuelle Hornhautwölbung der Patientinnen und Patienten zu fertigen», so Rottmar.

In einem späteren Schritt werden die Forschenden das Hydrogel mit menschlichen Stammzellen aus dem Auge beladen, damit die künstliche Hornhaut die Geweberegeneration unterstützen kann. Und da das selbstklebende Transplantat ohne chirurgische Nähte auskommt, lassen sich auch längere Operationszeiten und postoperative Komplikationen wie Infektion, Narbenbildung oder Entzündungen vermeiden.

Titelbild: Empa-Forscherin Hien Le arbeitet an einer künstlichen Hornhaut aus Hydrogel für Menschen mit Sehbeeinträchtigung. Foto: © Empa