Drahtlose Stromversorgung für Implantate

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Drahtlose Stromversorgung für Implantate
Drahtlose Stromversorgung für Implantate

Handys und Laptops funktionieren problemlos per Akku. Doch viele Anwendungen aus der Medizin-, Umwelt- und Prüftechnik wie Implantate und Sensoren lassen sich aufgrund der begrenzten Lebensdauer von Batterien nicht oder nicht gut mit solchen betreiben. Ein Beispiel sind die seit mehr als 50 Jahren eingesetzten Herzschrittmacher. Da der Trend hin zu miniaturisierten, intelligenten Systemen mit Therapie- und Diagnosefunktionen geht, steigen die Anforderungen an die Stromversorgung. Doch nicht nur solche Geräte, sondern auch neuartige implantierte Dosiersysteme für langfristige und an den aktuellen Bedarf angepasste Medikamentenabgabe oder gar schluckbare endoskopische Kameras können von der Stromversorgung durch die neue Technik profitieren.

 

Das neue Energietransferverfahren soll die Einschränkungen bisheriger Methoden umgehen. Forschern am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf ist es gelungen, elektrische Energie in nennenswerter Menge drahtlos von einem tragbaren Sendermodul zu einem im Körper befindlichen Empfänger zu übertragen. Das Transfermodul in Form eines Zylinders ist dabei so klein und kompakt, dass es sich am Gürtel befestigen lässt. Der Sender stellt eine elektrische Leistung von über 100 mW bereit und hat eine Reichweite von etwa 50 cm. Der Empfänger kann sich also fast überall im Körper befinden. Es lässt sich unabhängig vom Energietransfer jederzeit die Position und Lage des Empfängers orten. Befindet sich der Generator also in einer Videoendoskopiekapsel, ist die Zuordnung der Bilder zu bestimmten Darmregionen möglich. Ist er in einer Dosierkapsel platziert, lässt sich der Medikamentenwirkstoff zielgenau freisetzen.


Die Funktion: Im Sendemodul erzeugt ein durch einen Motor angetriebener rotierender Magnet ein magnetisches Drehfeld. Eine im Empfänger befindliche Magnetkugel koppelt an das wechselnde äußere Magnetfeld an und deren Rotationsbewegung wird in Elektrizität umgewandelt. Durch die magnetische Kopplung lässt sich die Energie durch alle nichtmagnetischen Materialien wie etwa biologisches Gewebe, Knochen, Organe, Wasser, Kunststoff oder sogar verschiedene Metalle transportieren. Außerdem hat das so hergestellte Magnetfeld keine schädlichen Nebenwirkungen für den Menschen. Auch eine Gewebeerwärmung ist ausgeschlossen.

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