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Herzschrittmacher als Perpetuum mobile

Montag, 5. November 2012
Herzschrittmacher als Perpetuum mobile

Ein Perpetuum mobile erzeugt den gesamten für seinen Betrieb notwendige Energie selbst. Nach den Grundsätzen der Thermodynamik ist die Konstruktion einer solchen Maschine undenkbar. In der Medizin ist jedoch vieles möglich, so auch ein Herzschrittmacher, dessen Akku durch die Herzaktion ständig wieder aufgeladen wird. Das ist natürlich nicht wirklich ein Perpetuum mobile, weil die Energie letztlich von außen (Sauerstoff und Nährstoffe), zugeführt wird. Für die klinische Realität wäre es aber sehr wertvoll, da es den regelmäßigen Austausch der Batterien, der alle 5 bis 7 Jahre notwendig wird, überflüssig macht.

Der Prototyp, den der Weltraumingenieur Amin Karami von der Universität von Michigan in Ann Arbor jetzt auf der Jahrestagung der American Heart Association in Los Angeles vorgestellt hat (Abstract 15551), nutzt die Vibrationen des Brustkorbs, zu denen es bei jeder Herzaktion kommt. Ein „energy harvester“ wandelt diese Bewegungsenergie mit Hilfe von kleinen Magneten und unter Ausnutzung des Piezoeffekts in elektrische Energie um. Das dazu notwendige Gerät ist nur halb so groß wie die Batterien eines Herzschrittmachers. Es kann aber zehnmal mehr Energie erzeugen, als zum Antrieb eines Herzschrittmachers notwendig ist.

Karami kann zeigen, dass der „energy harvester“ bei allen Herzfrequenzen Strom erzeugt. Bisher wurde das kardiologische Perpetuum mobile nur im Labor getestet. Bevor es für den klinischen Einsatz infrage kommt, muss erstmals seine Haltbarkeit und seine Sicherheit geprüft werden. Für die Spaßphysiker: Nein, die Stromgewinnung ist viel zu gering um sie profitabel nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz zu vermarkten.