Neues Konzept für den Antrieb eines implantierbaren mechatronischen Akkommodationssystems

Intraokulare mechatronische Implantate sind ein vielversprechender Ansatz zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit des menschlichen Auges bei Alterssichtigkeit oder im Rahmen einer Kataraktoperation. Die Dissertation beschreibt die systematische Entwicklung von mikromechanischen Antrieben für die Optik eines solchen „Künstlichen Akkommodationssystems“.

Es werden zwei verschiedene Antriebslösungen für unterschiedliche Linsensysteme – eine axial-bewegte Triple-Optik und eine lateral-bewegte Alvarez-Optik – erarbeitet. Beide basieren auf piezoelektrischen Aktoren und planaren Mikrogetrieben aus einkristallinem Silizium, für die jeweils neuartige elastische Verformungsmechanismen entwickelt werden. ... mehr

Neben theoretischen Funktionsnachweisen wurden beide Antriebslösungen als Funktionsmuster im Maßstab 1,5:1 bzw. 1,2:1 aufgebaut, erfolgreich getestet und mit positivem Ergebnis messtechnisch charakterisiert. Damit wird erstmals die Realisierbarkeit mikromechanischer Antriebe für mechatronische Akkommodationsimplantate nachgewiesen.

Intraocular mechatronic implants are a promising approach to restore the accommodation ability of the human eye in case of presbyopia or in the event of cataract surgery. This dissertation addresses the systematic development of micromechanical actuation systems for the optics of such an "Artificial Accommodation System".

Two actuation solutions are elaborated for different lens systems – an axial-shift triple optics and a lateral-shift Alvarez optics. Both designs are based on piezoelectric actuators and planar linkages made of single-crystal silicon. For each of the linkages a novel compliant mechanism is developed. ... mehr

Proof of concept for both solutions is provided theoretically as well as by successful realization of functional demonstrators on a scale of 1.5:1 / 1.2:1 with positive testing and characterization outcomes. With these results, feasibility of micromechanical actuation systems for mechatronic accommodation implants is proven for the first time.