Implantate laden sich drahtlos auf
Baku, den 21. Mai (AZERTAG). Bislang müssen Träger von Herzschrittmachern noch zum Batteriewechsel in die Klinik. Künftige Geräte sollen drahtlos mit Energie versorgt werden.
Die nächste Generation von Herzschrittmachern könnte ohne Batterie auskommen und deshalb auf Millimetergröße schrumpfen. Möglich wird das durch eine Energieversorgung über ein speziell gestaltetes Magnetfeld. Ein solcher Schrittmacher und auch die Energieübertragung durch ein Magnetfeld sei erfolgreich an Hasen getestet worden, berichten Forscher um John Ho von der kalifornischen Stanford University in den „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
„Fortschritte in der Halbleitertechnologie haben den Weg geebnet für medizinische Geräte in der Größe von einem Millimeter oder weniger“, schreiben Ho und seine Kollegen, aber die Verkleinerung der Energieversorgung bleibe eine Herausforderung. Batterien lassen sich bisher nicht in dem Maße minimieren wie die Geräte selbst. Die übliche drahtlose Energieübertragung mittels Induktion, also in kurzem Abstand durch ein Magnetfeld, benötige Spulen von mindestens einem Zentimeter Größe, argumentieren die Forscher.
Ihre Lösung: Sie verwenden einen Bereich des Magnetfeldes zur Energieübertragung, der größere Abstände zur Quelle erlaubt, auch Mittelfeld genannt. Dessen elektromagnetische Strahlung dringe mühelos durch jede Art von lebendem Gewebe, auch bei mehreren Zentimetern Dicke. Das Magnetfeld zur Energieübertragung wird dabei von Spulen erzeugt, die quasi auf der Haut aufliegen.
In ihren Versuchen gingen die Forscher bis an die Grenze dessen, was für Menschen als ungefährlich gilt: eine Strahlungsleistung von zehn Watt pro Kilogramm. An dieser Grenze können sie mit ihrem Verfahren rund 2000 Mikrowatt Energie übertragen. Moderne Herzschrittmacher benötigen nur acht Mikrowatt für ihren Betrieb. Ihre drahtlose Energieversorgung sei also weit von einer Gesundheitsgefährdung entfernt, so die Forscher.
Um den Energietransport noch effektiver zu gestalten, versahen Ho und sein Team die elektromagnetische Platte, die als Energiequelle dient, mit kleinen Mustern. Dadurch konnten sie die Energie zielgenau auf das Implantat übertragen. Die Stanforder Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass ihr Verfahren künftig viele Arten von Mikroimplantaten mit Energie versorgen kann.
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