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Ein Herzschrittmacher von der Größe eines Tic Tac
Medtronic, der weltweit größte Hersteller medizinischer Geräte, nutzt Mikroelektronik und Chipherstellung, um Herzschrittmacher zu verkleinern – implantierte Geräte, die den Herzrhythmus regulieren. Während aktuelle Herzschrittmacher etwa so groß wie ein Silberdollar sind, wäre das Gerät von Medtronic kleiner als ein Tic-Tac. Bei dieser Größe wäre die Vorrichtung klein genug, um über einen Katheter eingeführt zu werden und nicht über einen invasiven Eingriff.
Rhythmus halten: Ein winziger Herzschrittmacher, der von Medtronic entwickelt wird, ist klein genug, um ihm eher injiziert als chirurgisch implantiert zu werden.
Das Gerät sei noch immer ein Forschungsinstrument, sagt Stephen Oesterle , Senior Vice President für Medizin und Technologie von Medtronic, könnte aber in fünf Jahren auf dem Markt sein.
Bisher hat Medtronic die meisten Komponenten entwickelt – eine Leiterplatte, einen Oszillator zur Stromerzeugung, einen Kondensator zum Speichern und schnellen Abgeben von Ladung, einen Speicher zum Speichern von Daten und ein Telemetriesystem zur drahtlosen Übertragung dieser Daten. Das Unternehmen hat Chip-Herstellungstechnologie verwendet, um diese Komponenten auf einem Wafer zu montieren. Oesterle schätzt, dass 60 bis 70 Herzschrittmacher aus einem einzigen 6-Zoll-Wafer hergestellt werden können, den das Unternehmen in seiner eigenen Waferfabrik in Arizona herstellt.
Was wir für einen Herzschrittmacher nicht haben, ist eine Möglichkeit, den Chip mit Strom zu versorgen, sagt Oesterle. Das Unternehmen arbeitet mit Start-ups zusammen, die Dünnschichtbatterien und andere innovative Stromquellen herstellen, weitere Details wollte Oesterle jedoch nicht nennen.
Das Gerät der aktuellen Generation von Medtronic beherbergt alle Komponenten in einem kleinen Etui, das unter dem Schlüsselbein implantiert wird. Stromstöße werden dem Herzen über interkardiale Leitungen zugeführt. Die Eliminierung des Bedarfs an Elektroden, die Oesterle als invasiv und ineffizient bezeichnet, ist einer der Hauptgründe für die Verkleinerung des Geräts. Die Impedanz zwischen den Drähten und dem biologischen Gewebe erhöht den Strombedarf für das Gerät. Und die Elektroden können Komplikationen verursachen, wenn sie versagen. Sie müssen entweder neue Elektroden einlegen, was Platz in der Vene einnimmt, oder Sie können die Elektroden herausziehen, was zu einem Riss des Herzens oder der Blutgefäße führen kann, sagt Emile Georges Daoud , Arzt und Professor für Herz-Kreislauf-Medizin an der Ohio State University.
Ein System, das klein genug ist, um genau dort platziert zu werden, wo der Strom benötigt wird, würde diese Probleme beseitigen. Wenn man das Tempo-Element in dem Bereich hat, in dem man Tempo machen möchte, braucht es nicht viel Kraft, sagt Oesterle. Alles, was Sie tun müssen, ist eine Zelle im Herzen zu stimulieren und eine Depolarisationswelle zu erzeugen.
Ein kleineres Gerät wäre auch viel einfacher zu implantieren als bestehende Versionen. Wissenschaftler stellen sich vor, es über das gleiche Verfahren zu verabreichen, das bei der Herzkatheteruntersuchung verwendet wird, bei dem ein Arzt einen dünnen Plastikschlauch in eine Arterie oder Vene einführt und den Schlauch bis zum Herzen führt. Das Verfahren ist weniger invasiv als die chirurgische Implantation und mehr Ärzte sind dazu in der Lage. Diese Dinger kann man fast wie Kugeln einschießen, sagt Oesterle.