Herz wird Stromgenerator für Implantate
US-Wissenschaftler tüfteln an Piezomodul im Schrittmacher, das die Batterie aufladen kann
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So könnte der Stromgenerator am Herzen aussehen (Grafik: Patricio Sarzosa) |
Hanover/San Antonio (pte004/06.02.2019/06:15) Das Herz soll zum Energielieferanten für technische Implantate wie Schrittmacher und Defibrillatoren werden. So jedenfalls stellen sich Forscher der Thayer School of Engineering at Dartmouth http://engineering.dartmouth.edu und Kliniker der University of Texas http://utsa.edu die Zukunft vor. Der Vorteil: OPs zum Austausch der Batterien würden entfallen.
Herz als Stromlieferant
Der Generator, der gerade einmal so groß ist wie ein US-Zehn-Cent-Stück ist, wird in einen Herzschrittmacher integriert. Strom erzeugt ein piezoelektrischer dünner Kunststofffilm. Es handelt sich um ein modifiziertes schwammartiges Polyvinylidenfluorid, das Strom erzeugt, wenn es leicht gedehnt ist. Die dazu nötige geringe Kraft liefert die Pumpleistung des Herzens via Blutstrom. Möglicherweise lässt sich das System zusätzlich nutzen, um, kombiniert mit Sensoren, Bioinformationen aus dem Körperinneren nach draußen zu senden.
"Es ist ganz wichtig, dass der Generator nicht mit anderen Körperfunktionen interagieren kann", sagt Lin Dong, der zum Team gehört. "Wir wissen, dass das Gerät bioverträglich, leicht und flexibel sein muss, damit es sich in Herzschrittmacher integrieren lässt." John X.J. Zhang, Mechanik-Professor und Leiter der Forschungsgruppe, meint: "Wir versuchen das Grundproblem aller biomedizinischen Implantate zu lösen." Die Frage sei: Wie versorge ich ein Implantat über die gesamte Lebenszeit mit Strom, ohne dass die Batterien getauscht werden müssen.
Tierversuche erfolgreich
In den nächsten beiden Jahren wollen die Forscher den vorklinischen Prozess zur Einführung des Generators abschließen. "Der sich selbst mit Strom versorgende Herzschrittmacher steht in fünf Jahren zur Verfügung", glaubt Zhang. "Wir haben die erste Runde der Tierversuche mit guten Resultaten abgeschlossen", so der Ingenieur. Er hat bereits Interesse bei Medizinunternehmen festgestellt. Andrew Closson, ein junger Forscher aus dem Team, bereite sich bereits auf die Gründung eines Unternehmens zur Kommerzialisierung des Ladegeräts vor.
Allein in den USA tragen Millionen Menschen Implantate, die auf eine Stromversorgung angewiesen sind. Nach etwa zehn Jahren ist die Batterie so schwach, dass sie ausgetauscht werden muss. Die dazu nötigen Operationen sind teuer und nicht ohne Risiko. Eine lebenslange Stromversorgung wäre deshalb ein großer Vorteil.
(Ende)
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