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pte20210511042 Technologie/Digitalisierung, Medizin/Wellness

Herz-Stimulatoren drahtlos programmierbar

US-Wissenschaftler ermöglichen Stromversorgung direkt über ein elektrisches Wechselfeld


Stimulatoren: Neue Geräte für Nerven und Herz sind extrem klein (Foto: rice.edu)
Stimulatoren: Neue Geräte für Nerven und Herz sind extrem klein (Foto: rice.edu)

Houston (pte042/11.05.2021/12:30) - Forscher der Ingenieurschule der Rice University http://rice.edu haben neue Implantate zur Stimulation von Rückenmark oder Herz entwickelt, die ohne Kabel zur Stromversorgung auskommen. Denn sie werden von außen mit Energie versorgt. Das gelingt mit einem elektrischen Wechselfeld, das ein Sender im Gürtel erzeugt. Es wird von einer Spule des Implantats aufgefangen und in elektrischen Strom umgewandelt.

Richtiger Rhythmus wichtig

Neben der Stromversorgung ist auch die Programmierung der Implantate mithilfe des Senders bedeutsam. "Es gibt eine Studie zur Regeneration des Rückenmarks, die zeigt, dass eine Stimulation an mehreren Stellen in einem bestimmten Rhythmus zur Wiederherstellung des Neurosystems beiträgt", sagt Kaiyuan Yang, Assistenzprofessor für Elektrotechnik und Computerwissenschaften. Bisher gebe es allerdings keine implantierbaren Stimulatoren beziehungsweise nur solche, die von Batterien mit Strom versorgt werden. Diese müssen alle paar Jahre in einer OP ausgetauscht werden, ein zusätzliches Risiko für den Patienten.

Das Team um Yang hat die neuen Implantate an Gewebeproben getestet und zwar an Süßwasserpolypen (Hydra Vulgaris) und Nagetieren. Es zeigte sich, dass sich die Hydras aufgrund des leichten Stromstoßes, den das Implantat erzeugte, planmäßig zusammenzog. Bei den Nagern stellten die Forscher eine Reaktion des Ischiasnervs fest.

Stimulatoren auch für Herzkranke

"Wir zeigen, dass es möglich ist, die Implantate so zu programmieren, dass sie in einem koordinierten Muster stimulieren", so Yang. Die Zeitunterschiede lägen im Mikrosekundenbereich. "Wir synchronisieren jedes Gerät wie eine Symphonie. Das gibt uns viele Freiheitsgrade für Behandlungen, sei es für die Herzstimulation oder für das Rückenmark." Es sei sogar möglich, ein Herz mit mehreren Geräten auszustatten, wenn es an mehreren Stellen einer Stimulation bedarf.



(Ende)
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