Künftig kein Batteriewechsel mehr?

Bereits 1777 erfand der Schweizer Uhrmacher Abraham-Louis Perrelet in Neuenburg ein Uhrwerk für Taschenuhren, das sich durch die Bewegung des Trägers automatisch aufzieht. Ausgehend von einer marktüblichen automatischen Uhr, entwickelte der Medizintechniker Adrian Zurbuchen am ARTORG Center der Universität Bern einen Mikrogenerator für Herzschrittmacher, den er bereits erfolgreich am Schwein getestet hat.

Das Gerät arbeitet folgendermaßen, nachdem es in einem einmaligen chirurgischen Eingriff direkt auf dem Herzen fixiert worden ist. Eine Unwucht in seinem Inneren wird durch die Kontraktion des Herzmuskels in eine rotierende Bewegung versetzt und zieht dadurch eine Spiralfeder auf. Sofort anschließend entspannt sich die Spiralfeder wieder und ist bereit, mit dem nächsten Herzschlag wieder aufgezogen zu werden. Während sie sich entspannt, erzeugt sie elektrischen Strom mit einer Leistung von 52 Mikrowatt (0,000052 W). Diese äußerst geringe Leistung deckt den Energiebedarf eines Herzschrittmachers.

Während eine Batterie einen Herzschrittmacher zehn Jahre lang mit Strom versorgt, sollte der Mikrogenerator bis zum Lebensende des Patienten in Funktion bleiben. Ob er das wirklich tun würde, ist fraglich, denn jede Maschine verschleißt auf die Dauer, wobei in diesem Fall das Risiko eines Bruchs der Spiralfeder am größten ist.

Letztes Jahr erhielten in der Schweiz 4614 Patienten erstmals einen Herzschrittmacher (Erstimplantate), und bei 1483 Patienten wurde das Gerät gewechselt, davon in 1298 Fällen wegen der Erschöpfung der Batterie. Die Anzahl dieser Zweit- und Drittimplantate wächst, weil die Herzpatienten gerade aufgrund des Herzschrittmachers älter werden. Der chirurgische Eingriff gilt zwar heute nicht mehr als aufwendig, trotzdem würden sich die Patienten freuen, wenn er ihnen erspart bliebe. Als dauerhaftere Alternative für die Batterie wird auch eine Glucose-Brennstoffzelle erforscht. 

Quelle: Zurbuchen A. A batteryless cardiac pacemaker powered by cardiac motion. Vortrag auf dem Kongress der European Society of Cardiology (ESC), Barcelona, 31.08.2014