ArchivDÄ-TitelSupplement: PRAXiSSUPPLEMENT: PRAXiS 2/2013Glukose-Chip soll Implantate mit Energie versorgen

SUPPLEMENT: PRAXiS

Glukose-Chip soll Implantate mit Energie versorgen

Dtsch Arztebl 2013; 110(14): [42]

pte

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Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT, http://mit.edu) haben eine Brennstoffzelle entwickelt, die aus Glukose Energie gewinnt. Diese könnte künftig in das Gehirn implantiert und unter Verwendung der zerebrospinalen Flüssigkeit für den Antrieb von Prothesen und anderen Hilfsmitteln genutzt werden.

Foto: MIT
Foto: MIT

Der Ansatz, den Zuckergehalt von Flüssigkeiten im menschlichen Körper zur Stromerzeugung zu verwenden, wurde bereits in den 1970er Jahren genutzt, um auf Basis einer Glukose-Brennstoffzelle einen Herzschrittmacher zu betreiben. Mit dem Aufkommen der Lithium-Ionen-Akkus wurde diese Idee jedoch für längere Zeit nicht mehr weiterverfolgt.

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Nun haben Wissenschaftler am MIT die Idee auf Basis herkömmlicher Halbleitertechnik wieder aufgegriffen. Sämtliche Komponenten befinden sich auf einem Siliziumchip. Ein Platin-Katalysator zieht, ähnlich wie verschiedene Zellenzyme, Ionen aus der Glukose. Platin gilt als biokompatibel. Der Prototyp der Brennstoffzelle kann bereits einige Hundert Mikrowatt an Strom erzeugen, was für den Betrieb von Low-Power-Gehirnimplantaten bereits genügt.

Berechnungen der Forscher zufolge ist die Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit die ideale Umgebung für die Brennstoffzelle. Denn sie zirkuliert ständig und verfügt über einen hohen Glukosegehalt. Gleichzeitig befinden sich in ihr nur wenige Zellen, was eine Immunreaktion unwahrscheinlich macht. Weil nur ein geringer Teil des Zuckergehalts verwendet wird, ist nach Ansicht der Forscher zudem kein nennenswerter Einfluss auf die Hirnaktivität zu erwarten.

Das Paper zur Studie ist im Journal „PLoS ONE“ veröffentlicht: www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0038436. pte

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