Herzschrittmacher ohne Batterie Wenn das Herz rattert wie ein Uhrwerk

Ein Schweizer Forscher entwickelt einen Herzschrittmacher, der ohne Batterien auskommt. Vorbild ist die Mechanik einer klassischen Automatik-Uhr. Patienten könnten sich so eines Tages die OP für den Batteriewechsel sparen.

Von Timo Stukenberg

Adrian Zurbuchen

Was andere am Handgelenk tragen, könnte herzkranken Patienten das Leben retten. Der Schweizer Doktorand Adrian Zurbuchen hat aus den Komponenten einer handelsüblichen Armbanduhr einen Herzschrittmacher entwickelt. Der Clou an seinem Prototypen: Er braucht keine Batterien - und damit auch keinen Batteriewechsel.

Nach zehn Jahren stehe spätestens ein Batteriewechsel an einem herkömmlichen Schrittmacher an, sagt Eckart Fleck, Direktor der Kardiologieabteilung des Deutschen Herzzentrums in Berlin. Das ist ein Risikofaktor für Patienten, die ansonsten beschwerdefrei mit einem solchen Gerät leben. Gerade jüngere Patienten haben wegen verbrauchter Batterien zahlreiche Operationen vor sich. "Selbst bei maximaler Vorsicht besteht die Gefahr einer Infektion", warnt Fleck.

Zurbuchens Uhr auf dem Herzen umgeht dieses Infektionsrisiko durch Energy Harvesting, zu Deutsch Energie ernten. Dabei werden kleine Mengen Energie zum Beispiel aus Vibrationen oder Temperaturunterschieden in der Umgebung gewonnen. Im Fall des Schrittmachers ist es die kinetische Energie, die beim Zusammenziehen des Herzmuskels frei wird.

"Das Herz schien uns eine vielversprechende Quelle zu sein, weil es 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche schlägt", sagte Zurbuchen auf dem europäischen Kardiologenkongress Ende August. Laut seinen Berechnungen habe das Herz eine Leistung von etwa 1,4 Watt. Die Uhrmechanik kann daraus 52 Mikrowatt gewinnen - genug, um einen Herzschrittmacher zu betreiben.

Drei Schritte für den Schrittmacher

Die Energieumwandlung funktioniert in drei Schritten. Erst setzt das Herz durch sein Zusammenziehen eine Unwucht im Uhrgehäuse in Bewegung. Die Rotation der Unwucht zieht wiederum eine spiralförmige Feder auf. Darin wird die mechanische Energie erst mal gespeichert. Entspannt sich die Spirale im dritten Schritt wieder, gibt sie Energie an einen Mikrogenerator ab.

Für seinen Prototypen hat Zurbuchen eine Uhr auseinandergebaut und von mehr als hundert Teilen auf vier reduziert. Das macht den neuen Schrittmacher nicht nur leichter, sondern auch weniger störungsanfällig. "Dass unsere reduzierte Mechanik ein Leben lang hält ist also sehr gut denkbar", sagt der Medizintechniker. "Umso mehr, weil der Körper das Gerät mit konstanten 37 Grad Celsius umgibt und der Körper die Mechanik vor äußeren Einwirkungen schützt."

Doch bevor der batterielose Herzschrittmacher zum Einsatz kommt, muss er auf das Herz genäht werden. Versuche am Schwein sind laut dem Erfinder geglückt. Das Einsetzen sei jedoch wesentlich aufwendiger als bei einem herkömmlichen Herzschrittmacher, sagt Kardiologe Fleck. Während die Batterien üblicherweise unter einen Brustmuskel gesetzt werde, operiere man hierbei am offenen Herzen.

Die Erfindung könnte auf eine große Nachfrage treffen. Laut der Gesundheitsberichterstattung des Bundes lagen die Implantationen von Herzschrittmachern zuletzt auf Platz 30 der häufigsten Operationen in Deutschland. Und die Zahl der Herzschrittmacher-Eingriffe steigt seit 2004 kontinuierlich, wie die Statistiken der deutschen Krankenkassen zeigen.

Grund dafür ist laut Kardiologe Fleck, dass Menschen mit einem Herzschrittmacher immer länger leben. Er hält die Erfindung für "eine äußerst pfiffige Idee", sagt er. "Aber ob daraus eine Therapieoption entsteht, ist abhängig davon, wie aufwendig die OPs sind und wie lange die Feder hält."

tst

Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 21 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
frbu1804 11.09.2014
1.
als 26jährige die derzeit ihren Herzschrittmacherwechsel hinauszögert bis zum letzten lese ich diesen Artikel mit Wonne u hoffe das die Wissenschaftler bald praktische Lösungen umsetzen können. ich bin gespannt!
alterLeser 12.09.2014
2. eine bestechend einfache Idee!
Wieso ist nicht schon früher jemand auf diese Idee gekommen? Hoffentlich steigt eine MedTech-Firma ein und entwickelt das Gerät zu Ende, damit es von den Aufsichtsbehörden zugelassen wird.
Nachteuie 12.09.2014
3. Warum Herzmuskel?
Als alter Fan von mechanischen Automatik-Uhren frage ich mich, warum es zum Antrieb des Schrittmachers denn ausgerechnet die Bewegung des Herzmuskels sein muss? Für den Antrieb einer Automatik-Uhr reicht ja meistens die "normale" tägliche Körperbewegung des Handgelenks des Trägers. Solange der Patient nicht bettlägrig ist, müsste da doch einiges an Energie zusammenkommen ohne dass man gleich etwas ans Herz ranbasteln muss. Und wenn die Körpergewegung nicht zuverlässig genug ist, warum nicht die Bewegungsenergie der Atmung nützen - man müsste zwar ebenfalls am Brustkorb operieren, aber auch das würde ein teures und risikoreiches "Rumbasteln" am Herzen ersparen. Und zu allerletzt frage ich als Laie mich dann noch, warum es heute offenbar problemlos möglich ist, Händys induktiv über einige Milimeter Distanz zu laden, aber Herzschrittmacher die, normalerweise, dicht unter der Haut eingepflanzt werden, immer noch regelmäßig zum "Batteriewechsel" "ausgebaut" werden müssen. Aber vielleicht erledigt sich das problem ja bald von selbst: Dann haben Babys in ein paar Jahren bestimmt gleich "ab Werk" / Kreissaal ein paar standardisierte Buchsen für Ladekabel, Handyanschluss, Navi etc. fest eingebaut.... ;-)
ue_fachmann 12.09.2014
4. Schweiz oder Japan ?
Diese Technik hat Seiko in Japan schon lange in Armbanduhren - welche Uhr aus der Schweiz soll das denn können?
smoki 12.09.2014
5. Auf das Herz nähen?
Ich frage mich, ob das wirklich sein muss. Kann man das nicht auch weiterhin in der Bauchdecke machen und die Kinetische Energie aus der Bewegung des Bauchs gewinnen, der sich ja beim Ein- und Ausatmen bewegt?
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© SPIEGEL ONLINE 2014
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH


Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.