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Biokompatibles Strom-Implantat entwickelt

Neuartige Systeme zur Überwachung und Medikation brauchen ganz neue Möglichkeiten zur Energieversorgung. Wissenschaftlern ist es gelungen, eine Energiequelle zu entwickeln, die Strom empfangen und speichern kann. Nach dem Einsatz zersetzt sie sich im Körper.
20.11.2023  19:05 Uhr
Die Forschung setzt große Hoffnung auf bioelektrische Implantate, die zur Überwachung von Krankheiten und für die gezielte Verabreichung von Medikamenten genutzt werden könnten. Mit diesen Methoden soll es möglich werden, Patienten auf ganz neue Art minimalinvasiv zu überwachen und zu behandeln. Wie Forscher der Lanzhou University in einem in der Fachzeitschrift Science Advances (via SCMP) veröffentlichten Artikel beschreiben, gab es bisher dabei ein großes Problem. Während bei biologisch abbaubaren Sensoren und Schaltkreisen in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt werden konnten, hinkt die Entwicklung von passenden Modulen zur Stromversorgung nach Ansicht des Teams bisher hinterher. Wie sie in dem Papier beschreiben, haben sie eine drahtloses, implantierbares Energiesystem entwickelt, das vom Gewebe nicht abgestoßen wird und eine hohe Speicherkapazität mitbringt.

Bioelektronisches Implantat der Lanzhou University
Bio-Stromspeicher der Lanzhou University

Das Aufladen des Geräts ist mit einer Spule möglich, die auf die Haut gelegt wird. Die Energie wird von einer Magnesiumspule empfangen und dann über flexible Schaltkreise an das Speichermodul weitergeleitet. In sogenannten "Zink-Ionen-Hybrid-Superkondensatoren" wird der Strom als elektrische Energie gespeichert.

Biologisch abbaubar

Für den angedachten Einsatz entscheidend ist die Eigenschaft des Geräts, im Körper rückstandsfrei zersetzt werden zu können, was weitere Operationen zur Entfernung überflüssig macht. Wie die Forscher beschreiben, konnte das Implantat bei Tests mit Ratten für 10 Tage Strom liefern und sich danach innerhalb von zwei Monaten vollständig auflösen.

Wie lange das Gerät funktioniert, kann durch eine Verkapselungsschicht aus Polymer und Wachs gesteuert werden, so die Forscher. Im Laufe des Zersetzungsprozesses werde dann eine Menge an Zink und Magnesium im Körper frei, die unter der täglichen Aufnahme-Empfehlung liege. Das mache das Implantat vollständig biokompatibel.

Zusammenfassung
  • Neue Energiequelle für medizinische Implantate
  • Stromempfang und -speicherung, dann Zersetzung
  • Einsatz für Krankheitsüberwachung und Medikation
  • Drahtloses, implantierbares System entwickelt
  • Aufladung via Hautspule, Speicherung in Superkondensatoren
  • Im Körper rückstandsfrei auflösbar nach Nutzung
  • Zersetzungsdauer durch Polymer/Wachs steuerbar

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