Bald schon schmerzfreier Herzschrittmacher?
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Das Gerät verwendet Licht und eine Technik namens Optogenetik - © Philipp Gutruf, arizona.edu)
Herzschrittmacher sind lebensrettende Geräte, die den Herzschlag von Menschen mit chronischen Herzerkrankungen wie Vorhofflimmern und anderen Formen von Herzrhythmusstörungen regulieren. Doch die Implantation eines Herzschrittmachers ist ein invasiver Eingriff, und die lebensrettende Stimulation durch die Geräte kann äußerst schmerzhaft sein.
Licht in Form von aufgeklappten Blütenblätter statt Elektroschock bietet hingegen nun ein innovativer, von der University of Arizona entwickelter Herzschrittmacher. Der kabellose, batterielose Herzschrittmacher könnte mit einem weniger invasiven Verfahren als derzeit möglich implantiert werden. Zudem arbeitet er praktisch gänzlich schmerzfrei, da er mit präziser Zielgenauigkeit die Schmerzrezeptoren umgeht und somit die Beschwerden des Patienten verringert. Er umhüllt das Herz wie die Blütenblätter einer Blume, verursacht keinerlei Schmerzen bei korrigierenden Eingriffen und, ganz wichtig, er braucht vor allem keine Batterie!
Der Entwickler Philipp Gutruf sagt dazu: “Aktuelle Herzschrittmacher lösen einen elektrischen Impuls aus, wenn das Herz arhythmisch zu schlagen beginnt. Unser Gerät verfügt dagegen über einen Computer, der mit verschiedenen Algorithmen gefüttert ist, die je nach Art der Störung unterschiedliche Zellen mit Licht gezielt aktivieren”.
Der neue Blütenblätter-Schrittmacher kann dies mithilfe eines neuen, das gesamte Herz umschließende, digital hergestellten Netzdesigns. Das Gerät nutzt dazu Licht und eine Technik namens Optogenetik. Diese zielt nur auf Kardiomyozyten ab, die Zellen des Muskels, die die Kontraktion auslösen, also den Herzschlag. Zudem ermöglicht die neue Technik dem Herzschrittmacher auch, auf verschiedene Arten von Unregelmäßigkeiten angemessener zu reagieren. Bestes Beispiel ist dabei das Vorhoffflimmern, bei welchem die oberen und unteren Kammern des Herzens asynchron schlagen. Der Herzschrittmachers muss die beiden Teile wieder in Einklang zu bringen. Igor Efimov, Biomedizintechniker der Northwestern University erklärt dazu: “Während wir im Moment das ganze Herz schocken müssen, damit das gelingt, können diese neuen Geräte viel präziser zielen, was die Defibrillation sowohl effektiver als auch weniger schmerzhaft macht. Diese Technologie könnte Patienten auf der ganzen Welt das Leben erleichtern und gleichzeitig Wissenschaftlern und Ärzten helfen, mehr über die Überwachung und Behandlung der Krankheit zu erfahren.”
Damit das gelingt, braucht der neue Herzschrittmacher blaues Licht, welches ihm in Form winziger Leuchtdioden geliefert wird, die ihren Strom aus einem thermoelektrischen Generator beziehen, der die Körperwärme zur Stromerzeugung nutzt. Das bereits getestete Modell besteht aus vier blütenblattartigen Strukturen aus dünner, flexibler Folie, welche die Lichtquellen und einen Sensor enthalten, der den Herzschlag überwacht. Der neue Herzschrittmacher in Form von Blütenblätterb hüllt das Herz praktisch ein.
Die derzeitige Version des Geräts wurde bereits erfolgreich in Tiermodellen getestet. Die Forscher freuen sich darauf, ihre Arbeit fortzusetzen, die die Lebensqualität von Millionen von Menschen verbessern könnte.
Quelle: PM University of Arizona 10-22
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Herzschlag
Herzrhythmusstörung