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Batterieloser Herzschrittmacher läuft lebenslang

06.11.2012
Piezoelektrisches Element bezieht Strom aus Herzschlag

Ein neuartiger Herzschrittmacher kommt komplett ohne Batterien aus. Der Prototyp, der an der University of Michigan entwickelt wurde, bezieht seine Energie auf piezoelektrischem Weg direkt aus dem Herzschlag. Damit läuft der Herzschrittmacher durchgehend, solange das Herz, das er unterstützen soll, nicht aufhört zu schlagen.


Herzschrittmacher: bald ohne Batterie (Foto: FlickrCC/Steve Winton)

Operationen, um Batterien zu wechseln, sollen damit künftig der Vergangenheit angehören. In Laborversuchen hat sich die Technologie bereits bewährt, bis die Geräte für Menschen zugelassen werden, werden aber noch viele Studien nötig sein, wie extremetech.com berichtet.

Genug Strom

Die Wissenschaftler haben ein Piezo-Element entwickelt, dass aus den Vibrationen, die im Brustkorb durch den Herzschlag entstehen, genug Strom gewinnen kann, um einen Schrittmacher anzutreiben. Der piezoelektrische Effekt erlaubt die Umwandlung selbst kleinster Bewegungen in elektrische Energie. Die entstehenden Ströme sind zwar sehr gering, aber das gilt auch für den Bedarf von Herzschrittmachern. Um ihre Idee zu testen, haben die Forscher die Vibrationen im menschlichen Brustkorb gemessen und im Labor reproduziert. Die Ergebnisse sind ermunternd.

Das Piezo-Element schafft es bei verschiedenen simulierten Herzraten konstant mindestens zehn Mal so viel Strom zu liefern, wie der Schrittmacher benötigt. Die Experimente haben dabei Pulsraten von 20 bis 600 Schläge pro Minute berücksichtigt. Nach weiteren Versuchen, welche die Belastbarkeit des Piezo-Elementes bestätigen sollen, wollen die Wissenschaftler dem ersten Menschen einen Piezo-Schrittmacher implantierern. Allerdings sind die zuständigen Zulassungsstellen in den USA und Europa relativ streng. Eine Zulassung für die Humanmedizin könnte also noch einige Zeit dauern.

Keine Batteriewechsel

Bislang müssen sich Patienten mit einem Herzschrittmacher alle paar Jahre einer Operation unterziehen, um die Batterien auszutauschen. "Bei aktuellen Geräten kann von einer Laufzeit von acht Jahren ausgegangen werden", sagt Andreas Bohne, Sprecher von Medtronic http://www.medtronic.com gegenüber pressetext.

Beim Wechsel der Batterie wird normalerweise der gesamte Schrittmacher getauscht. Der Eingriff selbst dauert nur wenige Minuten. Durch die regelmäßigen Wechsel haben die Patienten auch einen Vorteil: Ihre Schrittmacher werden regelmäßig an den aktuellen Stand der Technik angepasst.

Eine Belastung ist der Eingriff trotzdem. Mit einem Piezo-Element wird er unnötig. Zudem ist der Mini-Generator nur halb so groß wie derzeit verwendete Schrittmacher-Batterien, was kleinere Geräte und damit weniger Belastung für den Patienten bedeutet. Das Gerät ist laut den Forschern zudem unempfindlich für Störungen durch elektrische Geräte wie Mikrowellen. In Zukunft wollen die Forscher auch andere medizinische Implantate, wie etwa Defibrilatoren, mit der Technologie betreiben.

Markus Keßler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.umich.edu

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