[Future cardiac pacemakers – technical visions].

Cardiac pacemakers are routinely used for the treatment of bradyarrhythmias. Contemporary pacemakers are reliable and allow for a patient specific programming. However, pacemaker replacements due to battery depletion are common (~25 % of all implantation procedures) and bear the risk of complications. Batteryless pacemakers may allow overcoming this limitation. To power a batteryless pacemaker, a mechanism for intracorporeal energy harvesting is required. Such a generator may consist out of subcutaneously implanted solar cells, transforming the small amount of transcutaneously available light into electrical energy. Alternatively, intravascular turbines may harvest energy from the blood flow. Energy may also be harvested from the ventricular wall motion by a dedicated mechanical clockwork converting motion into electrical energy. All these approaches have successfully been tested in vivo. Pacemaker leads constitute another Achilles heel of contemporary pacemakers. Thus, leadless devices are desired. Miniaturized pacemaker circuits and suitable energy harvesting mechanisms (incorporated in a single device) may allow catheter-based implantation of the pacemaker in the heart. Such miniaturized battery- and leadless pacemakers would combine the advantages of both approaches and overcome major limitations of today’s systems.

Herzschrittmacher sind die therapeutischen Grundpfeiler bradykarder Herzrhythmusstörungen. Moderne Schrittmacher sind zuverlässig und bieten eine Vielzahl an Möglichkeiten zur patientenspezifischen Therapie. Schrittmacherwechsel aufgrund von Batterieerschöpfung sind allerdings häufig (~25 % aller Implantationen) und können Komplikationen nach sich ziehen. Batterielose Herzschrittmacher wären wünschenswert um die Anzahl der Schrittmacherwechsel zu minimieren. Ein solches Gerät müsste seine Energie im Körper selbst mittels eines speziellen Generators gewinnen. Dieser Generator könnte beispielsweise aus subkutan implantierten Solarzellen bestehen, welche die kleine Menge Licht, die in unseren Körper eindringt, in elektrische Energie umwandeln. Alternativ könnte der Blutfluss mittels kleiner intravaskulärer Turbinen als Energiequelle genutzt werden. Ein dritter Ansatz verfolgt die direkte Umwandlung eines Teils der mechanischen Energie der Ventrikelkontraktion in elektrische Energie, wozu ein spezielles mechanisches Uhrwerk auf das Myokard aufgebracht wird. Alle diese Ansätze wurden in ersten in vivo Studien erfolgreich getestet. Speziell erfolgsversprechend für die Zukunft scheinen miniaturisierte Generatoren, welche katheterbasiert intraventrikulär implantiert werden können und somit gleichzeitig erlauben, auf Schrittmacherelektroden zu verzichten – eine andere Achillesferse gegenwärtiger Schrittmacher.