Erfindung: Glukose-Brennstoffzelle
Was, wenn Implantate wie z. B. Schrittmacher ihren Strom statt aus Batterien direkt aus dem menschlichen Körper beziehen könnten und sich so Risiko und Kosten von chirurgischen Eingriffen zum Batteriewechsel verringern ließen? Ein Team französischer Wissenschaftler hat erfolgreich ein Mikrogerät implantiert, das aus dem Blutzucker von Säugetieren Elektrizität erzeugt, und hat damit die Suche nach autarken Stromquellen, die nicht wieder aufgeladen werden müssen, einen entscheidenden Schritt vorangebracht.
Die Erfindung von Philippe Cinquin, Serge Cosnier und
ihrem Team an der Joseph-Fourier-Universität in Grenoble ist de facto eine
"lebende Batterie": eine Brennstoffzelle und leitfähige Drähte, modifiziert
mit reaktiven Enzymen, die auf die unerschöpflichen Glukosequellen des
menschlichen Körpers zurückgreifen und einfachen Zucker, die Energiequelle
lebender Zellen, in Elektrizität umwandeln.
Schon seit den 1960er-Jahren gibt es Visionen von implantierbaren Biobrennstoffzellen, die natürliche, körpereigene Energiequellen für den Antrieb von Schrittmachern oder künstlichen Herzen nutzen. Doch erst die Erfindung des französischen Forscherteams rückt die Nutzbarmachung dieser Energie in greifbare Nähe. Dabei haben sie es geschafft, ihre Erkenntnisse auf völlig unterschiedlichen Gebieten zu einer äußerst vielversprechenden Erfindung zu vereinen.
Gesellschaftlicher Nutzen
Die von Philippe Cinquin und Serge Cosnier entwickelte Biobrennstoffzelle verspricht Erleichterung für Millionen Patienten, die für ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden auf medizinische Implantate wie z. B. einen Schrittmacher angewiesen sind. Schrittmacher retten Leben, doch ist ihre eigene Lebensdauer begrenzt, denn die Batterien sind nach acht Jahren erschöpft. Dann ist ein chirurgischer Eingriff erforderlich, der sowohl riskant als auch teuer sein kann. Die Brennstoffzelle der französischen Wissenschaftler wäre eine unerschöpfliche Energiequelle und würde die Stromversorgung medizinischer Geräte im menschlichen Körper revolutionieren.
Wirtschaftlicher Nutzen
Auch wenn die Biobrennstoffzellentechnologie noch nicht auf dem Markt erhältlich ist, eröffnet die Arbeit der Franzosen lukrative Perspektiven für verschiedene Gebiete und insbesondere für die Medizintechnik. Der Weltmarkt für mikroelektronische medizinische Implantate, Zubehör und Teile hatte 2010 ein Volumen von 11,1 Mrd. Dollar und dürfte den Prognosen zufolge bis 2016 - bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 8,9 % - auf 17,9 Mrd. Dollar anwachsen.
Die höchsten Steigerungsraten auf diesem Markt haben Ohrimplantate, Neurostimulatoren und implantierbare Arzneimittelpumpen. Die Stromversorgung dieser Implantate ist ein großes Problem, insbesondere bei Geräten, die eine stimulative Funktion haben oder kontinuierliche Messungen durchführen. Hier wie bei der Stromversorgung aller elektronischen Implantate dürfte die Zukunft in Technologien liegen, die vom Körper selbst produzierte Energie nutzen. Eine dieser Technologien ist die Biobrennstoffzelle von Philippe Cinquin und Serge Cosnier.
