Informationen für Patienten

Was ist die Hornhaut?

Die Hornhaut ist sozusagen die Windschutzscheibe des Auges, die äußere Schutzschicht. Trübt sich die Hornhaut durch Infektion von Viren, Bakterien, Pilzen, Amöben, durch Verletzungen, Dystrophien oder Degeneration ein, führt das zur Blindheit.

Was ist eine Hornhautbank?

Eine Hornhautbank verwaltet sowohl die Spender-Hornhäute als auch die Informationen über Patienten die auf ein passendes Organ warten. Nach der Qualitätsbestimmung einer frischen Hornhaut werden die Transplantate den Empfängern individuell zugeordnet, wobei wir in Erlangen den größten Anteil für unsere Patienten verwenden. Die Patienten werden in die Klinik bestellt und auf die Operation vorbereitet.
Hornhautbanken sorgen aber auch für wissenschaftlichen Austausch, Forschung und Ausbildung. Hornhautbanken sind nicht kommerzielle Organisationen. Auch die Erlanger Hornhautbank finanziert sich zu einem Teil aus Spenden.

Ist Transplantation sinnvoll?

Ja. Blindheit durch Hornhauterkrankungen ist medizinisch meist sehr gut therapierbar. Eine Transplantation der Hornhaut ist die häufigste und erfolgreichste Art einer Organtransplantation. An unserer Klinik werden jährlich bis zu 350 Hornhautverpflanzungen durchgeführt, seit 1980 mehr als 5000.

Wenn die eigene Hornhaut der Augen nicht mehr "funktioniert", also extrem gekrümmt oder getrübt ist, dann ist eine Transplantation oft die einzige Möglichkeit wieder annähernd normal zu sehen.
Bei leichteren Verletzungen (z.B. durch grobe Sandkörner oder glühende Metallsplitter beim Schweißen) sind die Zellen der Hornhaut in der Lage, mit eigenen Reparaturmechanismen Beschädigungen zu beseitigen. Oft bleiben aber kleine Narben oder Trübungen bestehen die verhindern, daß das Licht ungehindert in das Innere des Auges gelangen kann.
Auch Infektionen durch Viren, Bakterien, Pilze, Amöben sowie Dystrophien oder Degeneration können zu Trübungen, Narben oder Veränderungen der Hornhaut führen. In Deutschland besteht ungefähr ein Bedarf von 7.000 bis 8.000 Spenderhornhäuten pro Jahr, während bisher durchschnittlich nur 4.000 bis 5.000 zur Verfügung stehen.

Wie verläuft die Operation?

Der Operationsverlauf ist relativ einfach. Aus der Spenderhornhaut wird ein Scheibchen ausgeschnitten das in die passende Lücke beim Patienten eingesetzt und dort vernäht wird. In den meisten Fällen wird nur der zentrale Teil der Hornhaut übertragen.
An der Augenklinik der Universität Erlangen, steht der Patient bei der Operation unter Vollnarkose. Genäht wird mit Nadel und Faden im Miniaturformat. Das Präzisionsinstrument ist gerade mal drei Millimeter lang und gebogen. Der Faden besteht aus Nylon und hat einen Durchmesser von 30 Mikrometern - halb soviel wie ein menschliches Haar. Die Fäden werden erst nach 12 bis 18 Monaten gezogen, da die Wundheilung bei Hornhauttransplantationen extrem langsam verläuft.
Weltweit erstmalig setzen wir seit 1989 zur Verminderung der Hornhautverkrümmung und zur Verbesserung der Sehschärfe nach Hornhautverpflanzungen, neben dem metallischen Rundmesser auch den punktförmigen Excimerlaser ein. Die Lasermethode ermöglicht noch exaktere Schnittkanten und eine optimale Passgenauigkeit. Dazu kommt eine Besonderheit mit dem Namen "Erlanger Orientierungszähnchen". Acht je 0,2 Millimeter messende Erhöhungen korrespondieren mit ebensovielen Kerben im Rand der verbliebenen Hornhaut des Empfängers. Dadurch kann sich das Transplantat nicht drehen und die Nähte können sehr exakt gesetzt werden.

Erfolgsquote

Im Durchschnitt liegt die Erfolgsquote bei Hornhauttransplantationen im Bereich von 90 bis 95%. Diese "medizinische" Prozentangabe bezieht sich in erster Linie auf das Einwachsen der neuen Hornhaut ohne Komplikationen durch immunologische Abstoßungsreaktionen. Im Vergleich zur Häufigkeit von Komplikationen bei anderen Transplantationen wie z.B. Herz, Niere etc. ist das eine enorm hohe Erfolgsrate, die noch dazu fast ohne die sonst übliche systemische Immunsuppression erreicht wird. Den eigentlichen Erfolg kann ein Arzt allerdings kaum beurteilen. Denn die "ungetrübte" Sicht nach der Hornhauttransplantation erscheint so manchem Patient als kleines Wunder.

Probleme

Drei Probleme ergeben sich bei, bzw. nach einer Hornhauttransplantation: das Oberflächenproblem, das immunologische und das optische Problem.

Das optische Problem

Metallmasken für die Lasertrepanation

Nach einer Hornhauttransplantation kann ein hoher Astigmatismus - eine stark verkrümmte Hornhaut - den Erfolg der Keratoplastik erheblich schmälern. Als Ursache gelten nicht kongruente Schnittkanten am Transplantat und in der Empfängerhornhaut und eine sogenannte "vertikale Verkippung" des Transplantats. Einfluß darauf haben auch die unterschiedlichen Krümmungen der Transplantatshornhaut und des Empfängerauges.

Seit 1989 wird deshalb das Verfahren der Lasertrepanation in Erlangen angewendet. Geschnitten wird hier ohne jeden direkten Kontakt mit der Hornhaut, entlang von Metallmasken, mit einem punktförmigen Excimerlaser.

Spender-Hornhaut und Empfänger-Auge werden so optimal einander angepasst. Probleme durch Verkrümmungen am Transplantat werden so deutlich vermindert.

Prinzip der Lasertrepanation

Das Oberflächenproblem

Ein weiteres Problem bei Hornhauttransplantationen war das Oberflächenproblem. Die zunächst klaren Transplantate trübten sich bei vielen Patienten mit oberflächlich vernarbten Hornhäuten immer wieder schnell ein. Diese schlechten Voraussetzungen bestanden vor allem nach Hornhautverletzungen mit Kalk, Laugen oder Säure, nach Verbrennungen, aber auch nach jahrelangen massiven Entzündungen, z.B. bei Patienten mit schwerem endogenen Ekzem.

Gleichermaßen problematisch waren Transplantationen bei chronisch "idiopathisch" fortschreitender Bindehautüberwachsung der Hornhaut und einigen anderen Krankheiten. Jetzt weiß man, dass sie alle eine gemeinsame Ursache haben: Die Limbusstammzellen an der Grenze zwischen klarer Hornhaut und weißer Lederhaut fehlen - sei es, dass sie aufgrund eines genetischen Defekts nicht gebildet wurden, oder dass sie infolge einer inneren oder äußeren Schädigung zu Grunde gegangen sind oder weitgehend funktionslos wurden. Die Limbusstammzellen sind für den Erhalt einer durchsichtigen Hornhaut unerlässlich, weil nur sie die klare, gefühllose Oberflächenschicht, das Hornhautepithel, bilden können. Fehlen sie, so wachsen alternativ Bindehautzellen mit ihren Gefäßen auf das Transplantat. Eine Limbus-Hornhaut-Transplantation schafft Abhilfe.

Dazu wurde die Technik der Limbus-Stammzell-Transplantation in Erlangen etabliert. Derzeit werden große Anstrengungen unternommen, die Technik der Transplantation von limbalen Stammzellen zu optimieren. In unserem Haus ist inzwischen die ex-vivo-Kultivierung von Limbusstammzellen zur Transplantation etabliert. Dazu wird am gesunden Auge ein kleines Gewebsstück entnommen (siehe Deutsches Ärzteblatt). Dieses wird dann in Kultur vermehrt und anschließend auf einem Fibringel auf das erkrankte Auge transplantiert. Damit gelingt es in der Regel, die Grenze zwischen Bindehaut und Hornhaut, die bei einer Limbusstammzelldefizienz defekt ist, wieder herzustellen.

Das immunologische Problem

Bei Hornhaut-Transplantationen stellt die immunologische Abstoßreaktion ein weiteres Problem dar. Bei Organtransplantationen wie z.B. bei einer Herz- oder Nierenübertragung besteht das größte Risiko für ein Mißlingen der Operation in der Abstoßung des fremden Gewebes. Eine Abstoßung erfolgt, wenn die immunologischen Merkmale von Spender- und Empfängergewebe nicht übereinstimmen. Die Zellen und Proteine, die die Merkmale für diese Immunreaktionen tragen, befinden sich fast alle im Blutkreislauf. Die Hornhaut im Auge ist normalerweise aber nicht an das Blutgefäßsystem des Körpers angeschlossen.

Darstellung von Blutgefässen (CD 31 Antikörper: grün) und Lymphgefässen (Lyve 1 Antikörper: rot) in einer vaskularisierten Hornhaut

Die normale Hornhaut ist frei von Blut- und Lymphgefäßen und deshalb immunologisch privilegiert. Deshalb kommt es im Falle von nicht vaskularisierten (sog. Normalrisiko-Keratoplastiken) nur in einem sehr geringen Prozentsatz (unter 5%) zu einer immunologischen Transplantatreaktion. Dies ist wesentlich besser als bei anderen Formen der Organtransplantation. Ist es jedoch vor der Operation zu einer pathologischen Einsprossung von klinisch sichtbarem Blut- und klinisch nicht-sichtbaren Lymphgefäße gekommen (sog. Hochrisiko-Keratoplastiken), steigt das Risiko einer Immunreaktion deutlich an. An der Universitäts-Augenklinik in Erlangen werden deshalb große Forschungsanstrengungen unternommen, um das Wachstum von Blut und klinisch nicht sichtbaren Lymphgefäßen in der Hornhaut zu verstehen und mittels neuer gefäßproliferationshemmender Medikamente zu modulieren. Damit ist es zumindest im Tiermodell der Hornhauttransplantationen inzwischen möglich, das Transplantatüberleben sowohl im Normalrisiko- als auch im Hochrisikobereich deutlich zu verbessern. Wir bemühen uns, diese neuen Erkenntnisse auch in die klinische Routine umzusetzen. Dazu laufen bereits klinische Studien, in denen neue topische antiangiogene Medikamente auf ihre Wirksamkeit und Tolerabilität überprüft werden (siehe IZKF-Projekt A9).

Anders sieht es aus, wenn aufgrund einer Erkrankung Blutgefäße in die Hornhaut eingesprossen sind (Vaskularisation). In solchen Fällen müssen die Spenderhornhäute sorgfältig analysiert und so ausgesucht werden, daß sie in möglichst vielen Eigenschaften mit dem körpereigenen Gewebe des Empfängers übereinstimmen. Die Koordination von Empfänger und Spendereigenschaften übernimmt die Hornhautbank.

Woher kommen die Spendegewebe?

Nationale und internationale Hornhautbanken haben eine Schlüsselrolle in der Beschaffung, Konservierung und Verteilung von Spenderhornhäuten.
Bei einem Todesfall setzen sich die Ärzte mit den Angehörigen des Verstorbenen in Verbindung. Sie erklären die Möglichkeit der Organspende und natürlich insbesondere der Hornhautspende.
Im Falle der Hornhautspende ist, im Gegensatz zu der Entscheidung über eine Spende anderer Organe, keine schnelle Entscheidung notwendig. Die Hornhaut kann noch bis zu 72 Stunden nach dem Tod als Spendergewebe genutzt werden. Als Spender kommt prinzipiell jeder in Frage. Eine Altersbegrenzung besteht nicht. Auch spricht kaum eine Krankheit gegen die Entnahme der Hornhaut.

Laut Transplantationsgesetz können nun die Angehörigen über eine Anfrage zur Organspende entscheiden. Alle Gespräche mit den Angehörigen werden dokumentiert, ebenso die Feststellung des Todes von unabhängigen Ärzten, wobei die Angehörigen bei dieser Untersuchung anwesend sein sollten. Nur so bleiben die Entscheidungen transparent und nachvollziehbar, um jeglichen Mißbrauch auszuschließen.

Was geschieht mit der entnommenen Hornhaut?

Zunächst muß festgestellt werden ob die Hornhaut auch voll funktionsfähig ist. Das geschieht durch eingehende Untersuchung am Spenderauge mit der Spaltlampe. Zusätzlich wird das Blut serologisch auf Hepatitis B und C sowie auf HIV-Antikörper getestet um eine mögliche Übertragung auszuschließen. Dann werden die Hornhautscheiben präpariert und in eine Nährlösung eingelegt. Sie werden 'kultiviert': Der Hornhaut wird vorgespielt, daß sie weiterlebt. Das Medium, in dem die Hornhaut schwimmt, ist einerseits eine Nährlösung, welche das Gewebe weiterversorgt, andererseits enthält die Lösung aber auch antibiotische Stoffe, um das Transplantat frei von Bakterien zu halten. Die Kultivierung der Spenderhornhaut in einer Nährlösung stellt auch eine Art "Testfall" dar, in der nicht lebensfähige oder kontaminierte Hornhäute aussortiert werden können.

Zwei gängige Verfahren zur Kultivierung werden angewendet. Zum einen die Kurzzeitkultur: Die Hornhaut wird in ein synthetisches Fertigmedium gelegt, bei einer Temperatur von 4 Grad. Dann werden die Zellen der Hornhautrückseite - des Hornhautendothels - unter dem Mikroskop untersucht. Art des Endothels und Anzahl der Zellen pro Quadratmillimeter geben Auskunft über die Qualität des Transplantats. Dann wird die Hornhaut steril in ein neues Mediumgefäß überführt. Die Hornhautscheibchen bleiben bis zur Operation - bis zu 14 Tage - in dieser Nährlösung.

Organkultivierung bei einer Temperatur von 34°C

Inkubation bei 34°C, Erhaltung der vitalen Funktionen bis 40 Tage möglich

Eine zweite Möglichkeit der Aufbewahrung von Spenderhornhäuten, die in Erlangen überwiegend praktiziert wird, ist die Organkultur. Hierbei wird das präparierte und endotheluntersuchte Hornhautscheibchen in eine Zellkulturflasche mit halbsynthetischem Medium I gehängt und bei 34 Grad inkubiert. Die maximale Kulturdauer beträgt in diesem Fall 28 Tage. Nach etwa 7-10 Tagen erfolgt ein Mediumwechsel. Das Hornhautendothel wird untersucht und eine Sterilitätsprobe entnommen. 48 Stunden vor der Transplantation wird die Hornhaut in ein zweites Medium umgebettet. Das erste Medium ist für die längere Aufbewahrung gedacht. Dabei quillt die Hornhaut auf. Die zweite Flüssigkeit ist dem Zustand im menschlichen Auge näher angepaßt. Sie entquellt die Hornhaut wieder, entzieht ihr also Wasser. Nur wenn eine weitere Sterilitätsprobe zu diesem Zeitpunkt negativ ausfällt, wird die Hornhaut auch zur Operation freigegeben.

Da die Hornhäute bei der Organkultur bis zu vier Wochen funktionsfähig bleiben, ist genügend Zeit, die Patienten in Ruhe in die Klinik zu bestellen und auf ihre Operation vorzubereiten. Ein deutlicher Vorteil ist außerdem die genügende Zeit für die Gewebetypisierung und die Empfängersuche. Beide Verfahren der Hornhautkonservierung gewährleisten Transplantate von optimaler Qualität.

Organisatorische Hinweise

  1. Hornhaut-Sprechstunde

    Patienten, die eine Hornhauttransplantation benötigen, werden in der Regel von ihrem Augenarzt in unsere Hornhaut-Sprechstunde überwiesen (nähere Informationen zur Terminvereinbarung auf der Augenklinik-Homepage). Die Hornhaut-Sprechstunde findet jeden Donnerstagvormittag statt.

  2. Sicca-Sprechstunde

    Daneben bieten wir für Patienten mit Beschwerden des trockenen Auges eine Spezial-Sprechstunde zur erweiterten Diagnostik und Therapie des trockenen Auges an. Dabei kommen umfangreiche neue Untersuchungsmethoden, speziell zur Immunpathogenese des trockenen Auges, zur Anwendung. Die Therapie mit erweitertem therapeutischen Spektrum (Eigenserum-AT und lokale antientzündliche Therapie) erfolgt in enger Kooperation mit den Kollegen der Medizinischen Klinik III.

  3. Refraktive Sprechstunde

    In unserer am Montagnachmittag stattfindenden Refraktiven Sprechstunde bieten wir Beratung und Durchführung von refraktiven Eingriffen (LASIK, PRK, EPILASIK, etc.) an. Terminvereinbarung über Augenklinik-Homepage.