Ärzte Zeitung online, 29.01.2009

Simulationen sollen genaue Ursachen für Glaukome ergründen

BOCHUM (eb). Ein Ingenieur der Universität Bochum hat erstmals Computersimulationen entwickelt, die wirklichkeitsnah die biomechanische Beanspruchung der Gewebestrukturen des Auges auf unterschiedlichen Längenskalen darstellen können. Die Methode soll helfen, die Augenkrankheit Glaukom besser zu verstehen.

Glaukome führen zu einer Schädigung und zum Verlust von Nervenzellen und Nervenfasern der Netzhaut. Das Gesichtsfeld der Patienten wird eingeschränkt. Die Schäden sind irreparabel; eine medizinische Behandlung kann nur das Fortschreiten der Krankheit verhindern und die verbliebene Sehkraft retten.

In den meisten Fällen ist ein überhöhter Augeninnendruck charakteristisch für die Krankheit. Es gibt außerdem Hinweise darauf, dass die optischen Nervenfasern im Bereich der Lamina cribrosa, dem Austrittsort der Sehnerven aus dem Auge, geschädigt werden. Warum das so ist und wie das in Zusammenhang mit dem Augeninnendruck steht, ist noch nicht geklärt.

Um diese Fragen zu beantworten, muss man einen Schritt weiter gehen, als die medizinische Forschung es bisher tut. Bislang werden, auch in Computersimulationen, nur die Makrostrukturen des Auges untersucht. Doch die Mechanismen, die das Krankheitsbild Glaukom charakterisieren, laufen auf verschiedenen Längenskalen des Auges ab.

Also müssen auch die mechanische Beanspruchung der Mikro-Strukturen (einzelne Nervenzellen und Kollagenfasern rund um die Lamina cribrosa) und der Meso-Ebene (Geflecht von Kollagenfasern) betrachtet werden, um zum Beispiel einen Zusammenhang zwischen einem überhöhten Augeninnendruck und der Schädigung der Nervenfasern in der Lamina cribrosa zu verstehen.

Die Computersimulationen, die Dr. Rafael Grytz für seine Dissertation entwickelt hat, leisten erstmals genau das und eröffnen der medizinischen Forschung so eine ganz neue Sichtweise - mit ingenieurwissenschaftlichem Einschlag.

Während Grytz die biomechanischen Prozesse auf den verschiedenen Längenskalen mit seinen Simulationen theoretisch beschrieb, arbeiteten Wissenschaftler in Portland, USA, experimentell an genau diesem Ansatz. Die US-Forscher wurden via Internet auf Grytz aufmerksam und haben ihn in ihre Forschungsgruppe eingeladen. Im Frühjahr wird Rafael Grytz für mindestens zwei Jahre in Portland forschen und freut sich schon, seine Arbeit nun auch einmal experimentell betrachten zu können.

Die weltweit zweithäufigste Ursache für Erblindung ist das Glaukom, im Volksmund auch als Grüner Star bezeichnet.

PDF der Dissertation "Computational Modeling and Remodeling of Human Eye Tissues as Biomechanical Structures at Multiple Scales"

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