Ein neuartiger Herzschrittmacher ohne Batterie – der Torpedo-Pacemaker – gewinnt seine nötige Energie aus dem Blut des Patienten.
Schweizer Forscher haben auf dem Europäischen Kardiologiekongress (ESC) in Rom einen neuartigen Herzschrittmacher ohne Batterie – The torpedo-pacemaker – vorgestellt. Dabei wird mittels innovativer Technologie aus dem vom Herzen in den Kreislauf gepumpten Blutstrom Energie gewonnen.
„In allen durchgeführten Tests konnte die von uns entwickelte Mini-Turbine aus dem Blutstrom ausreichend Energie gewinnen, um einen Herzschrittmacher ohne Batterie und ohne Elektroden zu betreiben“, erklärt Studienautor Dr. Adrian Zurbuchen vom Inselspital Bern, der dem Entwicklerteam angehört. „Außerdem bietet der Prototyp genügend Raum für eine Integration der notwendigen Schrittmacherelektronik.“
Herzschrittmacher ohne Batterie soll wiederholte chirurgische Eingriffe vermeiden
Batterien limitieren trotz der technischen Fortschritte nach wie von die Lebensdauer von Herzschrittmachern. Dadurch werden wiederholte chirurgische Eingriffe erforderlich – speziell die neue Generation von endokardialen Schrittmachern. Dr. Zurbuchen: „Einmal im Myokard eingekapselt, ist der Zugang zur erschöpften Batterie stark eingeschränkt und erhöht das Risiko für einen Austausch des Implantats massiv. Um Patienten solche Nachteile und Risiken zu ersparen, sind batterielose Herzschrittmacher erstrebenswert.“
Blut funktioniert wie Wasser in Kraftwerken
Tatsächlich könnte der Körper der Patienten selbst alternative Energiequellen liefern: Das Herz pumpt kontinuierlich Blut in den Kreislauf und wendet dafür mehr als ein Watt Leistung auf. Dies entspricht den Schweizer Experten zufolge einem rund 200.000fachen durchschnittlichen Leistungsverbrauch eines modernen Herzschrittmachers von rund 5 Mikrowatt. Einen Teil dieser Energie wollen die Berner Experten nutzen, um einen Herzschrittmacher zu betreiben.
Miniaturisierte Turbine nach dem Prinzip der Kaplan-Turbinen in Wasserkraftwerken
Die interdisziplinäre Gruppe aus Kardiologen und Ingenieuren hat sich für die Entwicklung einer miniaturisierten Turbine entschieden, die nach dem Prinzip der Kaplan-Turbinen in Wasserkraftwerken funktioniert. Das torpedoförmige Implantat mit einem Durchmesser von 6,2 Millimetern und einem Gewicht von 3,6 Gramm wird von Blut umströmt, das ein Schaufelrad zum Rotieren bringt. Über eine magnetische Kupplung treibt das Schaufelrad einen Mikrogenerator im Inneren des Gehäuses an und generiert so die benötigte elektrische Energie. „Das Schaufelrad wurde für einen physiologischen Blutfluss im rechtsventrikulären Ausflusstrakt (RVOT) konzipiert und mit einem 3D Drucker hergestellt“, so Dr. Zurbuchen. „Der Turbinen-Prototyp wurde in einem Versuchsaufbau getestet, bei dem realistische hämodynamische Bedingungen im RVOT nachgeahmt werden konnten. Die Versuche wurden mit einem Blutanalogon bei einer Herzfrequenz von 60 Schlägen pro Minute durchgeführt.“
Quellen:
Pressemitteilung der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie zum Europäischen Kardiologiekongress (ESC) 2016 in Rom http://http://www.dgk.org
ESC 2016 Abstract Zurbuchen et al. The torpedo-pacemaker – towards blood driven lead- and batteryless right ventricular outflow tract pacing.
