Ein Team von Wissenschaftlern hat einen neuartigen temporären Schrittmacher entwickelt – einen, der sich von selbst auflöst, ohne dass er entfernt werden muss. In ihrer neuesten Forschung haben sie den Schrittmacher mit einer Reihe von drahtlosen Sensoren auf der Haut gekoppelt, die es ihm ermöglichen sollten, die Vitalfunktionen eines Patienten intelligent zu überwachen und seine Stimulation autonom anzupassen. Sollte sich das Gerät weiterhin als erfolgsversprechend erweisen, könnte es eines Tages bei Patienten eingesetzt werden, die sich einer Herzoperation unterziehen oder sonst nur kurzzeitig einen Herzschrittmacher benötigen.

Letztes Jahr Forscher an der Northwestern University und der George Washington University debütierte die erste Version des Herzschrittmachers.

Das dünne, flexible Gerät wurde so konzipiert, dass es vollständig biokompatibel ist, was bedeutet, dass keine seiner Komponenten eine toxische oder immunologische Reaktion des Körpers auslösen würde. Es würde auch keine Batterien oder Leitungen erfordern – mit dem Herzen verbundene Drähte, die es einem Schrittmacher ermöglichen, den Herzschlag einer Person durch Senden elektrischer Impulse zu regulieren – um zu funktionieren. Und es wurde so hergestellt, dass es bioresorbierbar ist, mit wasserlöslichen Metallen und anderen Komponenten, die sich über mehrere Wochen in Körperflüssigkeiten auflösen.

Wenn ein Herzschrittmacher entfernt oder ersetzt werden muss, müssen Ärzte dies tun chirurgisch extrahieren die am Herzen befestigten Leitungen und Elektroden. Obwohl dieses Verfahren normalerweise sicher ist, kann es das Risiko einer Infektion oder anderer Komplikationen erhöhen. Das sind Risiken, die das Gerät des Teams theoretisch vollständig vermeiden könnte.

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In ihrer neuen Studie veröffentlicht Donnerstag in Science hat die Gruppe ihrem Herzschrittmacher weitere Funktionen hinzugefügt. Laut dem Autor Igor Efimov, Professor für Biomedizintechnik und Professor für Medizin an der Northwestern University, verfügt der Schrittmacher jetzt über ein „vollständig integriertes Netzwerk von tragbaren Geräten“, die an der Haut eines Patienten befestigt sind, insgesamt vier.

Diese Geräte überwachen nicht nur den Herzschlag einer Person und andere Vitalparameter wie die Körpertemperatur – sie versorgen den Herzschrittmacher auch drahtlos mit Strom und steuern seine Stimulation automatisch nach Bedarf. Ärzte können die vom Gerät gesammelten Daten über ein Computernetzwerk fernüberwachen. Und in Experimenten mit lebenden Nagetieren und Hunden sowie mit menschlichen Herzen im Labor schienen der Schrittmacher und sein geschlossenes Regelkreissystem wie beabsichtigt zu funktionieren.

Efimov schätzt, dass Zehntausende von Patienten von dieser Technologie profitieren könnten. „Zu diesen Patienten gehören Neugeborene mit Herzfehlern, Erwachsene nach einer Operation zur Reparatur einer Herzklappe oder zur Umgehung einer blockierten Koronararterie oder andere Patienten, die einen temporären Schrittmacher benötigen, bevor ein permanenter installiert werden kann“, sagte er.

Diese neuen Erkenntnisse sind zwar wichtig, repräsentieren aber immer noch die frühen Stadien der Forschung. Efimov und sein Team planen, größere Tierversuche mit ihrer Technologie durchzuführen, bevor sie zu Versuchen am Menschen übergehen. Sie haben jedoch bereits Interesse von mehreren Unternehmen und Venture-Firmen erhalten, die daran interessiert sind, bei der Weiterentwicklung zu helfen. Und sie glauben, dass ihr Gerät in den nächsten zwei bis drei Jahren die Klinik erreichen könnte, wenn alles weiter gut läuft.

Im Moment soll ihr Schrittmacher nur außerhalb des Herzens implantiert werden, und es hat sich als größere Herausforderung erwiesen, einen zu entwickeln, der sich sicher im Herzen auflösen kann. Aber sollten sie diese Hürde überwinden, würde es der Technologie ermöglichen, noch breiter nutzbar zu werden, sagte Efimov.