Alternative zu belastenden Operationen

Kristin Kambach
bei  Google Plus
21.01.2013

Diesen Artikel...

Herzschlag

Herzschrittmacher retten Leben. Allerdings nur, solange sie mit genügend Strom versorgt werden. Leider ist es bisher nicht gelungen, Herzschrittmacher mit einer lebenslangen Batterie zu entwickeln. Zusätzliche Energie für Herzschrittmacher durch den eigenen Blutzucker oder die Bewegung von Händen und Füßen zu generieren, sind gescheitert.

So müssen sich die Betroffenen immer wieder Operationen unterziehen, um den Akku auszutauschen. Diese Eingriffe versuchen amerikanische Forscher der Universität von Michigan künftig durch ein implantiertes Herzschlag-Kraftwerk vermeidbar zu machen.

Herzschlag soll benötigten Strom liefern

Generell benötigen Herzschrittmacher nur eine sehr geringe Menge an Strom. Trotzdem konnte dies technisch in Form lebenslang funktionstüchtigen Batterie noch nicht umgesetzt werden. Um den Akku des Schrittmachers über einen weitaus längeren Zeitraum zu erhalten, wollen die Forscher M. A. Karami und D. J. Inman den eigenen Herzschlag nutzen.

Basis in ihren Berechnungen sind piezoelektrische Module. Diese sollen mechanische Bewegungen des Herzschlags in elektronischen Strom umwandeln. Das Konzept zeigt allerdings, dass Piezomodule aus Blei-Zirkonat-Titanat nicht ausreichen würden, um die benötigte Menge zu erzeugen.

Nach weiteren Berechnungen wurde erkannt, dass Zick-Zack-Anordnungen von piezoelektrischen Elementen Vibrationen in allen Raumdimensionen auslösen und somit genügend Strom erzeugt werden kann. Dazu müssen die Piezomodule gerade einmal einen Durchmesser von 3 Mikrometer besitzen. Die Energie, die durch dieses Minikraftwerk erzeugt werden könnte, wäre größer als die Energie, die für den Schrittmacher benötigt wird, ohne Rücksicht auf die Herzfrequenz nehmen zu müssen.

Konzept erst im Anfangsstadium

Bereits im Jahr 2008 erkannte der britische Forscher Paul Roberts und sein Team der Universitätsklinik Southhampton, dass die überschüssige Energie des schlagenden Herzens für Herzschrittmacher ideal genutzt werden kann. Entscheidend dabei ist der Rhythmus des Herzschlags. Schlägt das Herz schneller, wird auch mehr Energie erzeugt. Im Vergleich zum Ruhepuls von 70 Kontraktionen pro Minute, könnten bei 104 bis 128 Schlägen 140% mehr Energie vom implantierten Herzschlag-Kraftwerk erzeugt werden.

In einer Machbarkeitsstudie wurde ein Mikrogenerator eingesetzt, der an der Schrittmacherelektrode angeschlossen wurde. Es konnte so dargelegt werden, dass 17% des benötigten Stroms für den Herzschrittmacher durch den Herzschlag produziert werden kann.

Einen Herzschrittmacher mit dem eigenen kranken Herzen am Laufen zu halten, hört sich zunächst undenkbar an. Die ersten Forschungen in diese Richtung zeigen jedoch eine mögliche, ausführbare Alternative zu den belastenden Operationen. Wann das Konzept seine finale Tauglichkeit in der Praxis erreichen wird, ist jedoch noch ungewiss.

VN:F [1.9.22_1171]
Hier kannst du den Beitrag bewerten:
Rating: 5.0/5 (2 votes cast)
Energiezufuhr von Herzschrittmachern durch eigenen Herzschlag, 5.0 out of 5 based on 2 ratings