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Medizin

Herzschrittmacher löst sich im Gewebe von selbst auf

Dienstag, 10. August 2021

/SciePro, stock.adobe.com

Chicago – US-Ingenieure haben einen Herzschrittmacher aus biologisch komplett abbaubaren Materia­lien entwickelt. Das Gerät, das sich innerhalb von wenigen Wochen vollständig im Gewebe auflöst, könnte sich nach einem Bericht in Nature Biotechnology (2021; DOI: 10.1038/s41587-021-00948-x) zur postoperativen Kontrolle des Herzrhythmus nach Herzoperationen eignen.

Herzschrittmacher sind batteriegesteuerte elektronische Geräte, die unter einen Brustmuskel implan­tiert werden und über Drähte mit dem Herzmuskel verbunden sind. Ein Impulsgenerator erzeugt regelmäßige elektrische Signale, die Kontraktion des Herzmuskels auslösen. Herzschrittmacher bestehen aus zahl­reichen toxischen Materialien, deren Austreten in den Körper durch eine undurch­lässige Kapsel verhin­dert wird. Die Geräte müssen nach dem Ende ihrer Betriebszeit operativ entfernt und in der Regel als Sondermüll entsorgt werden.

Die Bestandteile des Herzschrittmachers, den ein Team um John Rogers von der Northwestern University in Evanston bei Chicago entwickelt hat, müssen nicht von einer Kapsel versiegelt werden. Es gibt auch keine Batterie mit toxischen Metallen oder Drahtelektroden, die bruchsicher und auf eine lange Implan­tationszeit konzipiert sind.

Der Prototyp, den der Forscher mit dem Kardiologen Rishi Arora konzipiert hat, besteht zu 100 % aus biologisch abbaubaren Materialien. Hülle und Formteile bestehen aus dynamischem kovalentem Poly­urethan, das langsam im Körper zerfällt und dann über die Nieren ausgeschieden wird. Die elektrischen Anteile bestehen aus dem Übergangsmetall Molybdän, das zu den essenziellen Spurenelementen gehört und in den geringen Mengen, die beim Zerfall des Herzschrittmachers freigesetzt werden, ebenfalls nicht toxisch ist.

Eine Batterie hat der Herzschrittmacher nicht. Seine Energie erhält er drahtlos über eine Antenne (eben­falls aus Molybdän). Sie basiert auf derselben Technologie, die in Smartphones für elektronische Zah­lungen und in RFID-Tags verwendet wird.

Drahtelektroden fehlen, weil der 250 Mikrometer dünne und weniger als ein halbes Gramm leichte Herz­schrittmacher direkt auf dem Herzmuskel befestigt wird. Dort kann er für einige Tage den Herzschlag kontrollieren, bevor sein natürlicher Zerfall einsetzt. Das Gerät käme deshalb in erster Linie für die Herz­chirurgie infrage, wo ein Herzschrittmacher in den ersten postoperativen Tagen die Herztätigkeit des Patienten regelt, um die Erholung des Herzmuskels zu erleichtern.

Zum klinischen Einsatz ist das Gerät offenbar noch nicht gekommen. Auch der Nervenstimulator, den die Forscher im letzten Jahr in Nature Communications (2020; DOI: 10.1038/s41467-020-19660-6) vorge­stellt haben, ist bisher ein Pilotprojekt geblieben. Die Vorteile des Geräts bestehen darin, dass das Infek­tionsrisiko durch Im- und Explantation sowie Verletzungen durch zerbrochene Elektroden vermieden werden. © rme/aerzteblatt.de

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