Forscher machen menschliches Herz zum Ladegerät

Forscher:innen der University of Washington haben eine Methode entwickelt, die vielen Menschen ihren Alltag deutlich erleichtern könnte. Sie nutzen die beim Pumpen des Herzens auftretenden mechanischen Kräfte, um die Batterie des Herzschrittmachers aufzuladen. Eine entsprechende Machbarkeitsstudie stellt Medizin-Professor Babak Nazer auf dem Kongress der American Heart Association vor, der vom 11. bis 13. November 2023 in Philadelphia stattfindet.

"So wie Ultraschall elektrische Spannung in Druck oder Schall umwandelt, können wir ähnliche Materialien für implantierbare medizinische Geräte entwickeln, um die natürlichen oszillierenden Drücke des Herzens in elektrische Energie umzuwandeln", so Nazer.

Minimalinvasive Platzierung

Konventionelle Herzschrittmacher sind über dünne Drähte mit dem Herzen verbunden. Die sind im Körper so platziert, dass sich die Batterien relativ leicht austauschen lassen - sie hält rund sechs bis 15 Jahre. Moderne Herzschrittmacher sind weitaus kleiner. Sie werden minimalinvasiv durch eine Vene vom Bein zum Herzen geschoben und im rechten Ventrikel fixiert.

Der Nachteil dieser schonenden OP: Die Batterie des Schrittmachers ist integraler Bestandteil des Geräts, sodass sie sich nicht austauschen lässt. Auch der Austausch der gesamten Einheit gestaltet sich als schwierig, so Nazer. Daher könne es nötig sein, einen zusätzlichen Schrittmacher zu implantieren, wenn die Batterie des ersten Geräts leer ist. Durch den Einsatz des Herzens als Generator könnte die Lebensdauer der Batterie deutlich verlängert werden.

Test im Herzdrucksimulator

Nazers Team hat drei Schrittmacher-Prototypen entwickelt und sie in einem Herzdrucksimulator eingesetzt, um ihre Stromerzeugung als Reaktion auf oszillierende Drücke zu testen, wie sie im rechten Ventrikel entstehen. Sie sind so groß wie aktuell kommerziell erhältliche kabellose Herzschrittmacher, also deutlich kleiner als eine AAA-Batterie.

Als Ergebnis hat die Generatorleistung zehn Prozent des Energieverbrauchs des Geräts für einen Herzschlag bereitgestellt. Das heißt, ein solcher Schrittmacher würde eine Lebensdauer haben, die um zehn Prozent über der heutiger Geräte liegt. Nazar ist überzeugt, dass sich dieser Wert gemeinsam mit der Industrie noch verbessern lässt. Vor allem jüngere Patient:innen könnten davon profitieren, weil in deren Leben mehrere Batterieladungen verbraucht würden.

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