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Elektromagnetische Felder:Forscherin beamt Energie in Körper

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Der winzige Herschrittmacher wird drahtlos betrieben.

(Foto: Universität Stanford)

Ein winziger Herzschrittmacher lässt sich über Funk betreiben. Die Technik könnte neuartige Implantate ermöglichen.

Von Christoph Behrens

Elektrotechniker der US-Universität Stanford haben ein Verfahren entwickelt, um elektrische Energie kabellos in den Körper zu übertragen. Mit dem System könnten künftig kleine Herzschrittmacher und medizinische Sensoren ohne Akkus betrieben und aufgeladen werden, berichten die Forscher im Fachmagazin PNAS (online).

Die Übertragung von Energie mittels elektromagnetischer Wellen ist zwar lange bekannt. So basiert auch Mobilfunk oder WLAN auf solchen Wellen. Der Körper setzt der Energieübertragung jedoch enge Grenzen: Muskel- und Fettgewebe wandeln im elektromagnetischen "Nahfeld"-Bereich zu viel der Energie in Wärme um; im "Fernfeld" reicht die Kraft der Wellen dagegen nicht für Implantate aus.

Tiefer als einen Zentimeter unter der Haut konnten Schaltkreise daher bislang nicht drahtlos betrieben werden. Das Team um die Forscherin Ada Poon umgeht dieses Problem mit Wellen, die sich vereinfacht gesagt an biologisches Gewebe anpassen und es so besser durchdringen. Vergleichbar ist das mit Schallwellen, die sich in Wasser weit besser verbreiten als in der Luft.

Um die Technik zu testen, bauten die Wissenschaftler einen Schrittmacher von der Größe eines Reiskorns und pflanzten ihn ins Herz eines Hasen. Schon allein das ist bemerkenswert, da dieser Schrittmacher deutlich kleiner ist als derzeitige Modelle. Eine scheckkartengroße Antenne lieferte von außen genug Strom, um das medizinische Implantat in Schwung zu halten. In bis zu zehn Zentimetern Tiefe ließen sich damit Mikroimplantate betreiben, schätzen die Forscher.

Die Antennen strahlten dabei mit rund 500 Milliwatt in etwa so viel Energie aus wie ein Mobiltelefon. Damit wären sie nach Angaben der Forscher für den Menschen gesundheitlich unbedenklich. "Mit dieser Methode können wir Energie sicher zu kleinen Mikroimplantaten bringen", sagte der Leitautor der Studie John Ho.

Welche Risiken für die Gesundheit möglicherweise bestehen, sollen aber weitere Feldversuche klären. Die Forscher träumen nun von neuen medizinischen Geräten, die kabellos betrieben tief im Körper ihr Werk verrichten. Diese Implantate könnten die Funktion von Organen überwachen oder als Frühwarnsysteme bei chronischen Krankheiten dienen.

© SZ vom 20.05.2014

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