Mikrochips in der Medizin: Der Freund in meinem Körper

Anwendungsspezifische integrierte Schaltung von Hahn-Schickard (ASIC)

29.10.2018

Im Kampf gegen chronische Krankheiten sollen künftig in den menschlichen Körper eingebaute Mikrochips entscheidend helfen. Daran arbeiten Forscher bei Hahn-Schickard, eine namhafte Forschungsgesellschaft aus Baden-Württemberg.

Ursache vieler chronischer Leiden sind Nervenerkrankungen oder Stoffwechselstörungen. Zu den Stoffwechselerkrankungen gehört auch die im Volksmund als Zuckerkrankheit bezeichnete Diabetes Typ II, bei dem unterbrochene oder fehlgesteuerte physiologische Regelkreise Ursache der Erkrankung sind.

Mit den jetzt von Hahn-Schickard zusammen mit weiteren Partnern entwickelten Mikrochips können Mediziner gezielter als mit Medikamenten in physiologische Abläufe steuernd eingreifen, um z.B. Diabetes zu behandeln. Das funktioniert, indem ein Chip lokal hoch definierte elektrische Stimulationspulse abgibt und damit Zellmechanismen im Körper anstößt. Konkret kann damit z.B. die Insulinproduktion erhöht werden. Bei zu hohen Blutzuckerwerten werden durch diese elektrische Anregung sogenannten Beta-zellen angeregt, damit die Insulinproduktion im Körper steigt. Es werden also die verbleibenden intakten Zellen verstärkt angeregt, was den Ausgleich von Defiziten wie Diabetis II ermöglicht.

Prinzipiell ist der Einbau der Mikrochips an vielen verschiedenen Stellen im Körper denkbar. Im konkreten Projekt zur Bekämpfung von Diabetes II hatten die Forscher speziell die Bauchspeicheldrüse und damit Implantate in der Nähe dieses Organs im Blick.

Aber auch die Implantation der Mikrochips in der Nähe der Wirbelsäule, im Gehirn oder im bzw. auf der Großhirnrinde sind nach Einschätzung von Hahn-Schickard durchaus realistische Ziele, um bestimmte Krankheiten zu bekämpfen. Denn nicht nur für Stoffwechselstörungen wie Diabetes, sondern auch bei der Behandlung anderer Erkrankungen sollen die Mikrochips künftig helfen. Die Forscher haben Therapien u.a. für Epilepsie, Parkinson und chronischen Schmerzen als Ziel.

Wichtig für die Funktionsweise des Chips ist unabhängig vom Krankheitsbild der Nachschub an Strom für die elektrischen Helfer im Körper: Dafür sorgt ein zweiter Mikrochip, der die drahtlose Energieversorgung des Implantatsystems garantiert und zudem die drahtlose Datenübertragung an einem Tablet-Computer ermöglicht. Diese Daten können dann von einem Mediziner ausgewertet werden. Der Strom kann sowohl von außerhalb des Körpers als auch von innen mittels Akku zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise wird der Akku über eine Schnittstelle nach Bedarf geladen. Informationen über den Zustand des Implantats können ebenfalls über diese Schnittstelle laufen.

Für diese Lösungen in der Medizintechnik nutzt Hahn-Schickard sein Wissen bei anwendungsspezifischen, integrierten Schaltungen (ASICs). Hahn-Schickard ist unter anderem spezialisiert auf gemischt analoge-digitale Schaltungen und fokussiert sich hier besonders auf die Mikrosystemtechnik. Die Medizintechnik ist dabei eines von mehreren Anwendungsfeldern.