Medizinprodukte

Der Körper als Energiequelle

Röntgenbild menschlicher Brust mit Herzschrittmacher (Symbolbild)
Insbesondere für Herzschrittmacher ist das Energy Harvesting interessant
© AdobeStock.com/peterschreiber.media

Das Start-up Celtro will Implantate zu autarken Systemen machen

Halbleiterelektronik ist die fundamentale Grundlage moderner Medizinprodukte wie Herzschrittmacher, Biosensoren oder Hörhilfen. Das Start-up Celtro arbeitet daran, die Energieversorgung derartiger Systeme autark aus körpereigener Zellenergie zu erzeugen. Damit könnten leere Batterien, Gerätewechsel, Austausch-Operationen und Ladestationen in Zukunft der Vergangenheit angehören.

Aufbauend auf dem eigenen Portfolio an Schutzrechten im Bereich der Nanowatt-Elektronik hat Celtro laut eigener Aussage mit der Entwicklung derartiger Medizinprodukte begonnen. Elektrisches Energy-Harvesting ersetzt dabei die Batterie als Energiespeicher, um damit medizinische Anwendungen wie Patientenüberwachung oder Herzschrittmacher zu betreiben.

Der Grundgedanke besteht darin, dass lebende Zellen in einem Organismus biologischen Batterien ähneln, die ständig elektrische Energie erzeugen. Wenn es gelingt, einen kleinen Teil dieser Energie zu nutzen, werden implantierte Medizinprodukte Energie-autark. Sogar Patienten mit bisher unheilbaren Erkrankungen, zum Beispiel einer Querschnittslähmung, könnte dann zukünftig dauerhaft geholfen werden.

Dr.-Ing. Gerd Teepe, Geschäftsführer bei Celtro: »Das Moore’sche Gesetz ist unser Freund. Heutige Halbleiter-Technologien sind erstaunlich leistungsfähig geworden. 1000 Milliarden Rechen-Operationen können pro Sekunde ausgeführt werden bei einer Leistungsaufnahme von weniger als 1 Watt. Biologische Prozesse sind aber deutlich langsamer. Deshalb drosseln wir die Rechen-Geschwindigkeit derart, dass der Energiebedarf in den Bereich von wenigen Nanowatt absinkt. Das genügt für biologische Funktionen und ist gering genug, um aus dem Gewebe heraus selbst erzeugt zu werden. Autarke, implantierte Systeme werden nun möglich.«

Energy Harvesting mithilfe von Zellen

Dr.-med. Judith Piorkowski, Kardiologin und Elektrophysiologin erklärt: »Eine Zelle nimmt Zucker als Energieträger auf und setzt diesen in elektrische und mechanische Energie um. In einem normalen Herzen befinden sich Milliarden von Zellen. Ein kleiner Bruchteil der dort umgesetzten Energie kann für den Betrieb autarker Implantate, etwa einen Herzschrittmacher, genutzt werden.«

Jetzt hat Celtro seine erste Finanzierungsrunde abgeschlossen. Private Investoren kommen aus Deutschland und den USA. Der Freistaat Sachsen fördert das Entwicklungsvorhaben im Rahmen der Technologieförderung ebenfalls und hat durch seine Zusagen einen frühen Start der Arbeiten möglich gemacht.

Der aktuelle Schwerpunkt des Unternehmens liegt auf der Chip-Entwicklung. Dafür kooperiert das Start-up mit unterschiedlichen Entwicklungspartnern in Sachsen. Für 2022 ist eine Erweiterung des Personalstandes in Dresden mit Experten, aus den Bereichen Halbleiterentwicklung, Systementwicklung und Medizin vorgesehen. Mit Abschluss der Finanzierungsrunde ist die erste Phase des Entwicklungsprogramms »NanoPower-BioChip« gesichert. In diesem Programm werden die Grundlagen der zellulären Energiegewinnung gelegt und demonstriert.

»Wir sind sehr froh, dass es uns gelungen ist, internationale Investoren und den Freistaat Sachsen von unserer Idee zu überzeugen. Die Möglichkeit der Verbindung von Halbleiterforschung und Medizin ist ein Alleinstellungsmerkmal am Standort Dresden und passt hervorragend zum Gründungsgedanken unserer Firma«, sagt Jarek Budny, Finanzvorstand von Celtro.

Anmerkung: Dieser Artikel erschien zuerst bei den Kollegen und Kolleginnen von elektroniknet.de 


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