Medizin -

Selbstaufladender Herzschrittmacher

Lithium-Iod-Batterien haben sich bei Herzschrittmachern durchgesetzt, da sie auslaufsicher und kurzschlussfest sind. Doch nach fünf bis zehn Jahren ist die Batterie leer und muss mit einem operativen Eingriff ersetzt werden. Das lässt sich vermeiden, wenn der Herzschlag die benötigte Energie liefert.

Forscher des Dartmouth College haben zusammen mit Klinikexperten der University of Texas at San Antonio eine neue Methode zur Stromversorgung von implantierbaren Medizingeräten entwickelt. Bislang gab es keine Möglichkeit, die kinetische Energie aus einem Herzschlag effizient in elektrische Energie umzuwandeln und dabei nicht die kardiovaskulären Funktionen zu beeinträchtigen.

In einem konventionellen Herzschrittmacher ist die Elektrodenzuleitung in der Oberfläche der rechten Herzkammer verankert. Diesen Draht umwickeln die Forscher mit Streifen aus Polyvinylidenfluorid-Trifluorethylen (PVDF), einer flexiblen Polymerschicht, und schmiegen Ausleger an das Herz an. Die Muskelbewegungen verformen das poröse Material und erzeugen aufgrund des piezoelektrischen Effekts eine Spannung.

Bei den Labortests erzeugte das Energy Harvesting bis zu 0,5 V und 43 nA bei 1 Hz. Wird die Masse der PVDF-Schicht um 31,6 g erhöht, erreicht man eine Leistungssteigerung um fast das Doppelte. Mehrere Streifen können parallel geschaltet werden. Somit lässt sich selbst bei niedrigeren Frequenzen ausreichend Energie umwandeln, um den Betrieb aufrecht zu erhalten.

Die National Institutes of Health finanzieren das Forschungsprojekt noch für zwei Jahre. Da die vorklinischen Tests und die behördlichen Zulassungen noch nicht abgeschlossen sind, schätzen die Forscher, dass der selbstaufladende Herzschrittmacher in fünf Jahren seine Marktreife erreicht.

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