Herz-Stimulatoren drahtlos programmierbar
US-Wissenschaftler ermöglichen Stromversorgung direkt über ein elektrisches Wechselfeld
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Stimulatoren: Neue Geräte für Nerven und Herz sind extrem klein (Foto: rice.edu) |
Houston (pte042/11.05.2021/12:30)
Bei Rückenmarksverletzungen können implantierte Stimulatoren dazu beitragen, dass sich die verletzten Nerven wenigstens zu Teil erholen. Derzeit müssen sie über Drähte, die durch die Haut geführt werden, mit Strom versorgt werden. Das kann zu Infektionen führen. Mit neuen Implantaten, die an der Ingenieurschule der Rice University https://www.rice.edu/ im texanischen Houston, werden die Kabelüberflüssig. Die Implantate werden von Außen mit Strom versorgt. Das gelingt mit einem elektrischen Wechselfeld, das ein Sender im Gürtel erzeugt. Es wird von einer Spule des Implantats aufgefangen und in einen elektrischen Strom umgewandelt.
[b]Es kommt auf den richtigen Rhythmus an[/b]
Wichtiger noch ist, dass die Implantate mit Hilfe des Senders programmiert werden können. „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 Operation ausgetauscht werden, ein zusätzliches Risiko für den Patienten.
[b]Test an Nagern und Süßwasserpolypen[/b]
Das Team um Yang testete die Implantate an Gewebeproben, an Süßwasserpolypen (Hydra Vulgaris) und an Nagetieren. Es zeigte sich, dass sich die Hydras auf Grund des leichten Stromstoßes, den das Implantat erzeugt, planmäßig zusammenziehen. Bei den Nagern stellten die Forscher eine Reaktion des Ischiasnervs fest.
[b]Stimulatoren helfen auch Herzkranken[/b]
„Wir zeigen, dass es möglich ist, die Implantate so zu programmieren, dass sie in einem koordinierten Muster stimulieren", sagt Yang. Die Zeitunterschiede liegen dabei im Mikrosekundenbereich. „Wir synchronisieren jedes Gerät wie eine Symphonie. Das gibt uns viele Freiheitsgrade für Behandlungen, sei es für die Herzstimulation oder für ein Rückenmark." Es sei sogar möglich, Herzen mit mehreren Geräten auszustatten, wenn sie an mehreren Stellen einer Stimulation bedürfen.
(Ende)
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