Deze glaucoomimplantaten zijn slim en veel gemakkelijker in te brengen

Glaucoom is een ziekte die kan leiden tot permanent verlies van gezichtsvermogen als deze niet of te laat wordt behandeld. Wereldwijd lijden ongeveer 80 miljoen mensen aan deze aandoening. Hoewel het mensen van alle leeftijden kan treffen, treft het meestal ouderen boven de 70 jaar.

De aandoening wordt voornamelijk veroorzaakt door een verhoogde intraoculaire druk (IOP) als gevolg van een ophoping van vocht in de voorste oogkamer, die zich aan de voorkant van het oog bevindt. Deze druk kan worden verlaagd met oogdruppels of laserbehandeling, maar chirurgie blijft de meest effectieve vorm van behandeling om overtollig vocht uit het oog af te voeren. Er treden echter vaak complicaties op, zoals littekenvorming of hypotonie, waarbij de intraoculaire druk te laag wordt.

"Chirurgie is misschien wel de meest effectieve manier om glaucoom te behandelen, maar de mogelijke complicaties maken het een riskante behandeling", zegt Inês Figueiredo Pereira, PhD-onderzoeker van de Microsystems groep van de faculteit Mechanical Engineering. "Daarom kan een minimaal invasieve behandeling de kans op complicaties na de operatie verkleinen en de resultaten van de operatie verbeteren."

Behoefte aan verbeterde implantaten

Als eerste wilde Figueiredo Pereira een beter beeld krijgen van de huidige implantaatopties. "Samen met mijn collega's onderzochten we de apparaten die nu op de markt zijn voor de behandeling van glaucoom. Onze belangrijkste bevinding was dat er complicaties optreden bij de huidige implantaten omdat ze geen postoperatieve controle van de IOP mogelijk maken."

In feite bieden deze implantaten een vaste weerstand tegen de uitstroom van vloeistof uit het oog, wat Figueiredo Pereira niet goed is. "Een implantaat dat de vloeistofafvoer niet kan aanpassen om een gezonde IOP in het oog te behouden, zal later alleen maar leiden tot meer problemen voor de patiënt.”

De magnetische optie

Voor haar onderzoek voerde Figueiredo Pereira vervolgens numerieke simulaties uit om de haalbaarheid te onderzoeken van het gebruik van een glaucoomimplantaat met een instelbare hydrodynamische weerstand om de IOP bij glaucoompatiënten te reguleren. "De resultaten van de simulaties leverden waardevolle inzichten op die de ontwikkeling mogelijk maakten van een magnetisch geactiveerd glaucoomimplantaat dat niet-invasief is, en herhaaldelijk kan worden aangepast aan verschillende IOP-condities, zelfs na implantatie", merkt Figueiredo Pereira op.

De aanpassing wordt bereikt door de integratie van een magnetische microklep in het implantaat, die vloeistofkanalen kan openen of sluiten en zo de hydrodynamische weerstand van het implantaat kan veranderen wanneer dat nodig is. "Met dit kleppensysteem kan de IOP worden aangepast aan de behoeften van de patiënt", zegt Figueiredo Pereira.

De biologisch afbreekbare optie

Naast het magnetisch gestuurde glaucoomdrainagesysteem ontwikkelde Figueiredo Pereira ook een nieuw biologisch afbreekbaar en minimaal invasief glaucoomimplantaat, dat ongeveer even groot is als het kleinste medische apparaat ter wereld dat in het menselijk lichaam kan worden geïmplanteerd: de iStent Inject W van het bedrijf Glaukos. "Het implantaat van Glaukos is een permanent implantaat van metaal. Ons apparaat is geïnspireerd op hun implantaat, maar wij gebruiken in plaats van metaal polymeermateriaal (polycarbonaat-bisamide of PC-BA) waardoor het biologisch afbreekbaar is", merkt de onderzoeker op.

"We verwachten dat ons implantaat langzaam zal afbreken en na verloop van tijd door het lichaam zal worden geabsorbeerd, waardoor een natuurlijke weg voor vloeistofafvoer achterblijft", zegt Figueiredo Pereira. "Dit biologisch afbreekbare glaucoomimplantaat biedt een veelbelovende nieuwe benadering om de uitstroom op een meer natuurlijke manier te herstellen."

Het belangrijkste is echter dat het apparaat dat door Figueiredo Pereira en haar collega's is ontwikkeld, nog minder invasief is dan apparaten zoals de iStent Inject W. "Het kan worden geplaatst op een plaats in het oog waar veel minder weefseldissectie nodig is, terwijl toch het hoofddoel wordt bereikt, namelijk het verwijderen van overtollig vocht uit het oog en het verlagen van de intraoculaire druk", merkt Figueiredo Pereira op.

Opwindend potentieel

De implantaten op basis van magnetisme en biologisch afbreekbaar polymeer die zijn ontwikkeld als onderdeel van Figueiredo Pereira's onderzoek, hebben de potentie om veiliger en effectiever te zijn als het gaat om het verlagen van de IOP dan de huidige apparaten op de markt. Bovendien kunnen de implantaten de progressie van glaucoom en het daaraan gerelateerde gezichtsvelduitval stoppen en de levenskwaliteit van glaucoompatiënten verbeteren.

"Ik ben optimistisch dat deze implantaten het leven van miljoenen mensen kunnen veranderen. Natuurlijk zal het enige tijd duren voordat we de apparaten goed kunnen evalueren, omdat er meer onderzoek nodig is om te bevestigen dat de implantaten niet leiden tot littekenvorming nadat het implantaat is verwijderd of verdwenen", zegt Figueiredo Pereira. "Ik ben benieuwd waar dit onderzoek toe kan leiden."

Titel van de dissertatie: Minimally invasive smart glaucoma implants. Promotoren: Jaap den Toonder, Henny Beckers en Hans Wyss.