Die Einsetzung eines Herzschrittmachers zieht weitere Operationen nach sich: Geht die Batterie zur Neige, muss sich der Patient erneut unters Messer legen. Eine Erfindung aus den USA könnte das bald ändern. Das neue Gerät ist in der Lage, eine alternative Stromquelle anzuzapfen - die Organe.

Batteriewechsel bei Herzschrittmachern und anderen elektronischen Implantaten könnten künftig der Vergangenheit angehören. Ein US-Forscherteam hat ein Gerät entwickelt, das aus der natürlichen Bewegung von Organen genug elektrische Energie gewinnt, um etwa Herzschrittmacher dauerhaft zu betreiben. Das berichten die Wissenschaftler um John Rogers von der University of Illinois in Urbana-Champaign in den "Proceedings" der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften ("PNAS").

"Die Bewegungen von Herz und Lunge dienen als unerschöpfliche Energiequelle während der Lebenszeit eines Patienten", schreiben die Forscher. Mit dem Gerät nutzen sie den sogenannten piezoelektrischen Effekt: Bestimmte Materialien erzeugen eine elektrische Spannung, wenn sie elastisch verformt werden.

Hauchdünner Energieerzeuger

Das verwendete Material Blei-Zirkon-Titanat besteht aus Blei, Zirkonium, Titan und Sauerstoff. Zahlreiche benachbarte winzige Bänder aus dem Material sind eingebettet in weitere Metallschichten. Umhüllt von einem biokompatiblen Kunststoff kann der hauchdünne Energieerzeuger direkt auf ein Organ genäht werden.

Zum Zwischenspeichern des erzeugten Stroms besitzt das Gerät eine Mikrobatterie. Eine einzelne Lage des Energieerzeugers lieferte in Versuchen eine Spannung von bis zu 3,7 Volt. Mehrere zusammengeschaltete Lagen können etwa acht Volt bereitstellen, was für den Betrieb moderner Herzschrittmacher ausreicht.

Um die Haltbarkeit des Apparates zu testen, wurde er im Labor 20 Millionen Mal gebogen und zurückgebogen. Die Wissenschaftler fanden keine Ermüdungserscheinungen. Dann testeten die Forscher ihr Gerät an Tieren wie Kühen, Schafen oder Schweinen, deren Organe ähnlich groß sind wie die des Menschen. Dabei stellten sie fest, dass die Bewegungen der rechten Herzkammer den höchsten Ertrag liefern.

Träger von Herzschrittmachern und ähnlichen Geräten müssen sich derzeit regelmäßig Operationen unterziehen, um die Batterien zu wechseln. Das ist mit Risiken wie etwa Infektionen verbunden. Mit dem neuen Energieerzeuger könne man das vermeiden, schreibt das Team. Zugleich würden die Kosten für das Gesundheitswesen sinken.