Forscher testen ersten batterielosen Herzschrittmacher

Herzschrittmacher ermöglichen vielen Patienten ein Leben, das früher nicht denkbar gewesen wäre. Doch trotz des technischen Fortschritts haben die modernen Schrittmacher bisher einen entscheidenden Nachteil: Ihre Technik benötigt Strom zum Arbeiten und dieser wird über eine Batterie gewonnen.

Da jede Batterie nur eine begrenzte Stromkapazität hat, müssen Patienten sich Folge-OPs unterziehen, damit der Herzschrittmacher weiter arbeiten kann. In den Geräten der jüngsten Generation ist der Zugang zur Batterie sogar teils so schwierig, dass am Ende das gesamte Implantat entnommen und ersetzt werden muss.

Blutstrom als Batterieersatz

Schweizer Forscher wollen dieses Missstand beheben und haben nach einem Weg gesucht, batterielose Schrittmacher zu entwickeln. Der benötigte Strom soll nicht mehr aus einer Batterie, sondern aus der Bewegung des Blutes gewonnen werden. Der Blutstrom speist die Technik und lässt im Idealfall jede weitere Operation unnötig werden. Einen ersten Prototypen gibt es bereits.

Man kann sich den neuen Herzschrittmacher als eine Kombination aus bewährter Technik und einer Mini-Turbine vorstellen. Die Turbine ersetzt dabei die Batterie. Rein rechnerisch benötigt die Schrittmachertechnik fünf Mikrowatt zur Arbeit. Der menschliche Blutstrom erzeugt durch seine Fließkraft mehr als ein Watt und hat damit mehr als genügend Energie. Der Prototyp der kleinen Turbine kann direkt in den Blutstrom gesetzt werden und besitzt ein Miniatur-Schaufelrad.

Bewegungsenergie wird zu elektrischer Energie

Wie bei einem Wasserkraftwerk wird das kleine Rad vom Strom der Flüssigkeit angetrieben. Der Prototyp ist 6,2 Millimeter im Durchschnitt groß und wiegt gerade einmal 3,6 Gramm. Dennoch reicht diese Größe, um im Gerät einen Mikrogenerator an das Schaufelrad zu koppeln. So wird die Bewegungsenergie in elektrische Energie gewandelt.

Der Prototyp entstand mittels 3D-Drucker und wurde im Labor bereits mit einem Herzmodell getestet. Das Herz schlug mit einer Frequenz von 60 Schlägen pro Minute, was dem Ruhepuls eines gesunden Erwachsenen entspricht. In diesem Versuchsaufbau gelang die Stromgewinnung hervorragend. Der Weg zum batterielosen Herzschrittmacher könnte daher geebnet sein.