Forscherteams aus China und den USA haben einen implantierbaren Akku entwickelt, der sich mit der Zeit im Körper des Patienten oder der Patientin auflöst. Der Akku kann drahtlos aufgeladen werden und 1,3 Volt abgeben, was laut einem Bericht von "The Register" dazu ausreicht, ein Gerät zur Medikamentenabgabe etwa zehn Tage lang mit Strom zu versorgen. Danach soll sich der Akku von selbst auflösen und im Körper absorbiert werden.

Gründe für ein derartiges Implantant gibt es laut den Forschenden viele: So könnte das Gerät verwendet werden, um automatisch Medikamente in bestimmten Köperregionen zu verabreichen. Auch als Energiequelle für Sensoren zur Überwachung von Körperfunktionen wäre der Akku denkbar.

An der Entwicklung beteiligt waren Forscherinnen und Forscher der Universitäten Lanzhou und Dalian in China und der Penn State in den USA. Für die Energieversorgung setzte das Forscherteam auf Superkondensatoren, bestehend aus einer Molybdänsulfidkathode (MoS₂), einer Zinkfolienanode und einem Alginatgel als Elektrolyt.

Flexibles Implantat

Es gebe zwar biologisch abbaubare Batterien, aber diese halten in der Regel nicht lange genug und entladen den Strom auf instabile Weise, heißt es in dem Paper, das in "Science Advances" veröffentlicht wurde. Das bedeutet, dass temporäre Implantate entweder an eine externe Stromquelle angeschlossen werden müssen oder mit unzuverlässigen Batterien auskommen müssen – was in beiden Fällen natürlich kein Idealzustand ist.

Zudem ist die Neuentwicklung klein, biegsam und passt sich daher dem Körper an. Und laut Versuchen an Ratten funktioniert die Stromabgabe zuverlässiger als bei bisherigen Technologien. Die Forschenden haben das Implantat so konzipiert, dass es sich mithilfe einer Magnesiumspule induktiv aufladen lässt. Das Gerät kann sogar noch mehr: Es besteht aus einer Ladespule, einem Akku, eine Steuerplatine und einem Modul für die Medikamentenabgabe. Diese Elemente sind alle auf einem flexiblen und biologisch abbaubaren Poly-L-Milchsäure-Substrat aufgebaut.

In zwei Monaten abgebaut

Die Forscher testeten ihr Design an Laborratten, die an einem durch Hefepilze ausgelösten Fieber litten. Die Implantate in den Ratten wurden so konfiguriert, dass sie das entzündungshemmende Medikament Ibuprofen freisetzten, wobei eine Gruppe ein aufgeladenes Implantat erhielt, die andere ein Implantat ohne aufgeladenen Superkondensator, eine dritte Gruppe diente als Kontrollgruppe. Die Implantate funktionierten über den geplanten Zeitraum von etwa zehn Tagen, so das Team. Danach hatten sie sich abgebaut und konnten keine Ladung mehr halten, sodass sie sich in den Ratten auflösten. Zwei Monate nach der Implantation war eine "vollständige Auflösung des Geräts" zu beobachten, so das Team. (red, 22.11.2023)