Hartchirurgen en elektrotechnici hebben een pacemaker gemaakt die een draadloze stroomvoorziening heeft. Ze reguleerden het hart van een konijn met een piepkleine pacemaker die energie ontving van buiten het lichaam.
Bron: Wikimedia Commons
Onderzoekers van de Stanford University hebben een pacemaker gemaakt met een draadloze stroomvoorziening. De kleine pacemaker ontvangt elektrische energie van buiten het lichaam. Dat melden de onderzoekers deze week in het vakblad PNAS.
De huidige pacemakers werken nog op een batterij. Hartchirurgen brengen de implantaten in met een operatie. Daarop volgt een zware vervolgoperatie wanneer de batterij van de pacemaker leegraakt. De onderzoekers van Stanford University brachten bij een konijn een piepkleine pacemaker in die geen batterij heeft en slechts drie millimeter groot is. ‘Ons apparaatje is klein, dus het is veel gemakkelijker in het lichaam te brengen dan huidige pacemakers’, zegt Ada Poon, leider van het onderzoek en elektrotechnicus aan de Stanford University.
Stroom op afstand
De onderzoekers hielden een metalen plaatje, opgeladen door de batterij van een mobieltje, een paar centimenter boven de borst van het konijn. Het metalen plaatje gaf met elektromagnetische stralen 2 milliwatt aan stroom door naar de pacemaker. Die kon daardoor de hartslag van het konijn reguleren.
Wetenschappers dachten tot nu toe dat die manier van energietransport te zwak was om apparatuur van stroom te voorzien. Dat is vooral het geval bij kleine objecten of objecten dien diep in het lichaam zitten. Poon en haar collega’s omzeilden dat probleem. Ze ontwierpen de metalen plaat zodanig dat die elektromagnetische straling gericht naar een implantaat stuurt.
Credit: Austin Yee
Het konijn hielp onbewust ook een handje. De straling heeft een hoge frequentie die gemakkelijk doordringt in dierlijk weefsel. Dat betekent dat de straling verder in het lichaam kan doordringen en er onderweg naar het implantaat weinig energie verloren gaat.
‘Ik denk dat dit momenteel de betrouwbaarste manier is om een implantaat van stroom te voorzien’, zegt Patrick Mercier, die aan de universiteit van Californië ook werkt aan draadloze oplaadmogelijkheden voor implantaten. Volgens Mercier verrasten Poon en haar collega’s andere elektrotechnici met hun resultaten. Vanwege de hoge frequenties die bij dat soort onderzoek komen kijken, had niemand nog bedacht om die methode te proberen.
Ook bij de mens?
De methode werkt niet alleen bij konijnen. Poon en collega’s toonden aan dat het ook werkt in grotere dieren. De onderzoekers plaatsten implantaten in de harten en hersenen van varkens. Ook daar konden de implantaten hun benodigde energie ontvangen.
Het onderzoeksteam is bezig met een bedrijf op te starten, genaamd Vivonda Medical, waar ze de technologie willen gaan toepassen in mensen. Bij de mens gaan de onderzoekers de metalen plaat uit het onderzoek waarschijnlijk onder de huid plaatsen. Die kan dan vanuit daar de energie naar implantaat sturen.
Robert Puers, elektrotechnicus aan de Katholieke Universiteit Leuven is er niet van overtuigd dat de techniek zinvol is voor medische apparatuur zoals pacemakers. ‘Die apparatuur houdt mensen in leven en zou niet afhankelijk moeten zijn van een energiebron van buitenaf’, zegt hij.
Het onderzoeksteam van Poon wil hun technologie in de toekomst aanpassen voor allerlei andere implantaten, zoals neurostimulators die parkinsonpatiënten kunnen helpen.
Lees ook: