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Hintergrund: In der Augenheilkunde hat sich die Verwendung und Reichweite von intraokularen Implantaten durch Fortschritte in der Nanotechnologie vervielfacht. Metamaterialien sind in der Natur nicht vorhandene Moleküle oder Kristalle. Graphen ist eine Modifikation von Kohlenstoff mit einer zweidimensionalen Struktur, bei der jedes Kohlenstoffatom von drei weiteren in einem Winkel von 120° umgeben ist. Der klinische Einsatz von Metamaterialien, insbesondere Graphen, bei vielen Erkrankungen in der Augenheilkunde wird in diesen Jahren stattfinden. Dieser Vortrag wird darüber berichten, was sich in der Augenheilkunde durch den Einsatz von Graphenimplantaten im vorderen und hinteren Augenabschnitt ändern kann.

Methoden: Die Eigenschaften von Graphen werden mit dem aktuellen Stand der implantierten Intraokularlinsen und anderen Anwendungen in der Augenheilkunde verglichen.

Ergebnisse: Graphen ist ein Metamaterial, das aus Kohlenstoffatomen besteht, was es härter als Stahl, aber dennoch flexibel macht. Da Graphen nur ein Atom dick ist, wird es als 2D-Material bezeichnet. Neben der geringen Wasser- und Temperaturdurchlässigkeit hat Graphen als „Linse“ (optisch transparent) eine wichtige Eigenschaft: Da es praktisch keine Dicke hat, besitzt es besondere optische Eigenschaften. Eine davon ist, dass es keine chromatische Aberration aufweist. Dadurch erhält man scharfe Bilder (ohne optische Modulation auf der Graphenlinse). Für höhere Dioptrien braucht man keine dickeren Linsen wie bei herkömmlichen Implantaten. Graphen ist mechanisch relativ flexibel. Es ist aber auch widerstandsfähiger als Stahl. Als Implantat im Auge hätte Graphen viele Vorteile. Die Dünnheit des Materials bedeutet jedoch, dass es ein Stützgerüst benötigt.

Schlussfolgerung: 2D-Materialien wie Graphen können bald als Implantatmaterial in der Augenheilkunde eingesetzt werden. Sie haben viele Vorteile in visueller, physikalischer und klinischer Hinsicht. Mit einer geeigneten Stützstruktur können Graphen und andere Metamaterialien die optischen Nachteile heutiger Implantate sehr schnell verringern oder sogar beseitigen.