Die Bemühungen werden geleitet von Adrian Zurbuchen, ein Postdoktorand, derzeit an der University of Michigan, dessen Ph. D. Der Schwerpunkt des Projekts lag auf dem Entwurf, der Optimierung und dem Testen des Prototyps.
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„Automatische Armbanduhren haben eine lange Geschichte und gelten über viele Jahre hinweg als robust, zuverlässig und präzise“, sagte Zurbuchen gegenüber Digital Trends. „[Sie sind] wirklich ein Meisterwerk der Ingenieurskunst. Es ist dann nur konsequent, diese guten Eigenschaften zu nutzen, insbesondere wenn es um medizinische Langzeitimplantate wie den Herzschrittmacher geht. Und da die Zeitmessung kein Merkmal von Herzschrittmachern ist, können wir die Komplexität reduzieren, was die Zuverlässigkeit des Mechanismus noch weiter erhöht.“
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Der Herzschrittmacher mit Uhrwerk basiert auf einer modifizierten Armbanduhr einer Tochtergesellschaft von Swatch. Dazu fügte Zurbuchen einen Mikrogenerator einer Autoquarzuhr hinzu, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Was den Herzschrittmacher antreibt, ist Energie, die aus dem Pumpen des Herzens gewonnen wird, ähnlich wie Automatikuhren die Bewegung des Arms des Trägers in Energie umwandeln, um die Zahnräder der Uhr anzutreiben.
„Es gibt weltweit mehr als 1 Million Herzschrittmacherimplantate pro Jahr“ Andreas Häberlin, ein Kardiologe und Bioingenieur am Universitätsklinikum, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt war, sagte gegenüber Digital Trends. „Diese Herzschrittmacher werden von einer Primärbatterie angetrieben, die mit der Zeit erschöpft ist. Das bedeutet, dass Sie den Herzschrittmacher nach einigen Jahren austauschen müssen. Demnach sollen bei 25 Prozent aller Implantationen Herzschrittmacher ersetzt werden. Wenn man es einem Herzschrittmacher irgendwie ermöglichen könnte, Energie im Körper zu gewinnen, bräuchte man keinen primären Herzschrittmacher Batterie, sodass Sie den Patienten nicht erneut operieren müssen, was chirurgische Eingriffe und potenzielle Kosten spart Komplikationen.“
Der Uhrwerk-Herzschrittmacher wurde an einem Roboter ausprobiert, der menschliche Herzbewegungen nachahmt, sowie an einem Schwein, wo bestätigt wurde, dass er genug Energie erzeugt, um das Gerät anzutreiben.
Zu den alternativen Lösungen, die vor allem von Häberlin untersucht werden, gehören ein solarbetriebener Herzschrittmacher und einer, der wie eine Turbine funktioniert, um Energie aus dem Blutfluss zu gewinnen. Alle drei Projekte verfolgen das gleiche Ziel der batterielosen Unabhängigkeit.
Wie bei jedem medizinischen Forschungsprojekt wird dies natürlich weder Ihnen noch mir in absehbarer Zeit zur Verfügung stehen. Die Arbeit muss noch viele Hürden überwinden, bevor klinische Studien am Menschen in Betracht gezogen werden können – etwa ob es bei einer Person mit eingeschränkter Herzfunktion wirksam wirken könnte.
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