Oogimplantaat PRIMA geeft LMD-patiënten weer ‘vormzicht’ (afb: Daniel Palanker)

Een draadloos oogimplantaat heeft het leesvermogen van (bijna)blinden met gevorderde maculade-generatie weer enigszins hersteld. De chip met infraroodgevoelige sensoren werkt samen met een ‘slimme’ bril die het beeld omzet in ir-beeld. De meeste deelne-mers aan de proef kregen enig zicht terug, waardoor ze boeken lezen lezen en tekens herkennen. De onderzoekers ontwikk-elen nu versies met een hogere resolutie die uiteindelijk bijna normaal zicht zouden moeten bieden.
Een kleine draadloze chip op (?) het netvlies, gecombineerd met die bril, heeft het zicht gedeeltelijk hersteld van mensen die lijden aan een gevorderde vorm van leeftijdsgebonden maculadegeneratie (LMD). In een klinische proef konden 27 van de 32 deelnemers binnen een jaar na plaatsing van het implantaat weer lezen.
Met behulp van digitale functies zoals een instelbare zoom en een verbeterd contrast bereikten sommige deelnemers een visuele scherpte vergelijkbaar met een 20/42-zicht. De nieuwe studie werd uitgevoerd bij 38 patiënten ouder dan 60 jaar met LMD en een slechter zicht dan 20/320 in ten minste één oog. Daarvan maakten 32 deelnemers de proef ook helemaal mee.
Het implantaat, genaamd PRIMA en ontwikkeld door onderzoekers van Stanford, is de eerste oogprothese die zicht herstelt bij mensen met een anderszins onbehandelbare oogaandoening. De technologie stelt patiënten in staat vormen en patronen te herkennen, een niveau van zicht dat bekendstaat als vormzicht. “Alle eerdere pogingen om zicht te herstellen met prothesen resulteerden in principe in lichtgevoeligheid, niet echt vormzicht”, aldus Daniel Palanker, hoogleraar oogheelkunde en medeauteur van het artikel. “Wij zijn de eersten die vormzicht bieden.”

Het systeem bestaat uit twee hoofdonderdelen: een kleine camera die aan een bril is bevestigd en een draadloze chip die in het netvlies is geïmplanteerd. De camera vangt beeldinformatie op en projecteert deze via ir-licht op het implantaat, dat deze omzet in elektrische signalen die naar het visuele deel van de hersens gaan. Deze signalen vervangen de afgestorven en/of beschadigde lichtgevoelige cellen in het netvlies (of eigenlijk de gele vlek) die normaal gesproken licht ontvangen en via signalen doorgeven naar de hersens.

Tientallen jaren

Palanker kreeg het idee voor zo’n systeem twintig jaar geleden voor het eerst tijdens het werken met ooglasers voor de behandeling van oogaandoeningen. “Ik realiseerde me dat we gebruik moesten maken van het feit dat het oog transparant is en informatie via licht moesten doorgeven”, zegt hij. “Het apparaat dat we in 2005 bedachten, werkt nu opmerkelijk goed bij patiënten.”

De deelnemers aan de laatste studie hadden een vergevorderd stadium van leeftijdsgebonden maculadegeneratie die het centrale zicht geleidelijk aantast. Deze aandoening treft wereldwijd meer dan 5 miljoen mensen en is de belangrijkste oorzaak van onomkeerbare blindheid bij ouderen.
Bij maculadegeneratie gaan de lichtgevoelige fotoreceptorcellen in gele vlek in het netvlies achteruit, waardoor er slechts een beperkt perifeer zicht overblijft. Veel van de netvliesneuronen die visuele informatie verwerken, blijven echter intact en PRIMA maakt optimaal gebruik van deze overgebleven structuren.
Het implantaat is slechts 2 bij 2 mm en wordt geplaatst in het gebied van het netvlies waar de fotoreceptoren verloren zijn gegaan. In tegenstelling tot natuurlijke fotoreceptoren die reageren op zichtbaar licht, detecteert de chip infraroodlicht dat door de bril wordt uitgezonden. Palanker: “De projectie gaat via infrarood omdat we ervoor willen zorgen dat het onzichtbaar is voor de resterende fotoreceptoren buiten het implantaat.” De dragers van het implantaat krijgen dan ook een zwart/witbeeld.

Het ontwerp stelt patiënten in staat om zowel hun intacte, natuurlijke perifere zicht als het nieuwe prothetische centrale zicht tegelijkertijd te gebruiken, waardoor ze zich beter kunnen oriënteren en bewegen. “Het feit dat ze tegelijkertijd prothetisch en perifeer zicht zien, is belangrijk omdat ze het zicht kunnen samenvoegen en optimaal kunnen benutten”, zegt Palanker.

Omdat het implantaat fotovoltaïsch is – het is volledig afhankelijk van licht om elektrische stroom op te wekken – werkt het draadloos en kan het veilig onder het netvlies worden geplaatst. Eerdere versies van kunstmatige oogapparaten vereisten externe stroombronnen en kabels die buiten het oog reikten.

Vier tot vijf weken

Vier tot vijf weken na implantatie van de chip in één oog begonnen patiënten de bril te gebruiken. Hoewel sommige patiënten patronen konden onderscheiden verbeterde de gezichtsscherpte van alle patiënten onmiddellijk na maanden oefening. “Het kan enkele maanden oefening vergen om topprestaties te bereiken, vergelijkbaar met wat oorimplantaten vereisen om prothetisch gehoor te beheersen”, stelt Palanker.

Van de 32 patiënten die de proef van een jaar voltooiden, konden er 27 lezen en vertoonden 26 een klinisch relevante verbetering in de gezichtsscherpte, gedefinieerd als het vermogen om ten minste twee extra regels op een standaard oogkaart te lezen. Gemiddeld verbeterde de gezichtsscherpte van de deelnemers met vijf regels; bij één patiënt met twaalf regels.
De deelnemers gebruikten de prothese in hun dagelijks leven om boeken, voedseletiketten en metroborden te lezen. Met de bril konden ze het contrast en de helderheid aanpassen en tot twaalf keer vergroten. Twee derde rapporteerde een gemiddelde tot hoge gebruikerstevredenheid over het hulpmiddel.

Bijwerkingen

Negentien deelnemers ondervonden bijwerkingen, waaronder hoge oogboldruk, scheuren in het perifere netvlies en bloedingen onder het netvlies. Geen enkele bijwerking was levensbedreigend en bijna alle problemen zouden binnen twee maanden verdwenen zijn.

Voorlopig biedt het PRIMA-apparaat alleen zwart/witzicht, zonder nuances ertussen, maar Palanker ontwikkelt programmatuur die ook grijstinten mogelijk maakt. “Nummer één op de verlanglijst van patiënten is lezen, maar nummer twee, heel dicht daarachter, is gezichtsherkenning en gezichtsherkenning vereist grijstinten.”
Hij ontwikkelt ook chips die een hogere resolutie bieden. De resolutie wordt beperkt door de grootte van de pixels op de chip. Momenteel zijn de pixels 100 micron breed, met 378 pixels per chip. De nieuwe versie, die al op ratten is getest, heeft mogelijk pixels van slechts 20 micron breed, met 10 000 pixels per chip.

De Stanfordonderzoeker wil het apparaat ook testen op andere vormen van blindheid die worden veroorzaakt door het verlies van fotoreceptoren. “Dit is de eerste versie van de chip en de resolutie is relatief laag. De volgende generatie van de chip, met kleinere pixels, zal een betere resolutie hebben en gecombineerd worden met slankere brillen.” Een chip met 20-micronpixels zou een patiënt een zicht van 20/80 kunnen geven, aldus Palanker. “Maar met elektronische zoom zouden ze bijna 20/20 kunnen bereiken.”

Bron: Science Daily