Im Fokus unserer Forschung stehen die physikalischen Prozesse während der Katarakt-Operation. Insbesondere zwei Schritte: das Zerkleinern der hart gewordenen natürlichen Linse mittels Ultraschall-Energie und das darauffolgende Absaugen der Linsentrümmer. Um das zu untersuchen, wurden in Zusammenarbeit mit den Kompetenzzentren Autonomous Systems and Robotics und Fluidmechanik und numerische Methoden Computer-Modelle entwickelt, welche diese beiden physikalischen Vorgänge simulieren. Einzigartig in diesem Projekt ist die Einbindung von HumanbiologInnen unseres Kompetenzzentrums Bioscience and Medical Engineering.
Abbildung 2 zeigt beispielhaft die Ausbreitung der Ultraschall-Energie in der Vorderkammer des Auges.
Abbildung 3 stellt die Fluiddynamik in der Vorderkammer während des Absaugens dar. Die Simulationen wurden mittels experimentellen Versuchsaufbauten verifiziert.
Gleichzeitig zu den Simulationen wurden Testmaterialien entwickelt, welche sich sehr ähnlich verhalten wie der menschliche Katarakt, Abbildung 4. Diese Testmaterialien erlauben eine prä-klinische Validierung der Simulationen und auch von neuen, innovativen Instrumenten.
Die Simulationsmodelle und die prä-klinischen Testprozeduren sind wichtige Tools, um die chirurgischen Instrumente zu optimieren. Dabei wird angestrebt, dass die Katarakt-Operation noch sicherer und noch effizienter durchgeführt werden kann. Dies zum Nutzen von über einer Million PatientInnen, die weltweit jährlich mit den Produkten des Industriepartners operiert werden.
