(openPR) Mobile drahtlose Energieübertragung für Medizintechnik und Sensorik
(Jena) Den Ingenieuren der Triple Sensor Technologies GmbH ist es gelungen, ein effizientes, alternatives Energietransferverfahren zu entwickeln, welches der-zeit mit einer Reichweite von bis zu 50 cm Energie von einem mobil am Gürtel tragbaren Transfermodul zu einem Generatormodul überträgt und eine elektri-sche Leistung von mehr als 100 mW zur Verfügung stellen kann. Mit diesem ska-lierbaren System können in der Medizin-, Geräte- und Sensortechnik bereits ver-wendete, miniaturisierte Sensorik-, Aktorik- und Telemetriemodule betrieben wer-den. Diese Technologie stellt auch die Basis für eigene Produkte im Bereich der Therapie- und Diagnosekapseln sowie für Ortungs-/Orientierungsverfahren dar.
Die moderne Medizin setzt immer stärker auf patientenfreundlichere und risikoärmere Diagnose-, Therapie- und Operationsmethoden. Bei den sogenannten nicht- bzw. mini-malinvasiven Methoden kommen immer mehr elektronische und elektromechanische Systeme zum Einsatz. Längst sind es nicht mehr nur Videoendoskopiekapseln, die sich autonom oder ferngesteuert durch die Speiseröhre, den Magen und den Dünn- und Dickdarm bewegen. Mit Sensoren und Aktoren ausgestattet sollen Diagnose- und The-rapiekapseln zielgenau platziert und bewegt werden. In der Entwicklung befinden sich mehr oder weniger komplexe Magen-Darm-Robotersysteme für Untersuchungs- und Behandlungszwecke, deren Einzelkomponenten geschluckt werden und sich erst im Körper zusammensetzen. Modularität , Multisensorik und -aktorik lauten die Zauberwor-te der medizinischen Zukunft.
Andere Kapseln werden mit medizinischen Wirkstoffen beladen, die diese ferngesteu-ert an therapeutisch wirksameren Orten als bisher freisetzen, um die belastenden Ne-benwirkungen im menschlichen Organismus zu minimieren oder gar auszuschließen. Für die Wirkstoffentwicklung und Zulassung, speziell bei den Human Drug Absorption Studies, benutzen Pharmaunternehmen bereits seit vielen Jahren solche Wirkstoffkap-seln, bei denen bisher aber in vielen Ländern nicht zugelassene, ionisierender Strah-lung abgebende radioaktive Substanzen und sehr kostenaufwändige Lokalisierungs- und Freisetzungsverfahren verwendet werden.
Alle diese Systeme und ihre Komponenten benötigen elektrische Energie sowie ggf. eine genaue Orts- und Lagebestimmung. Die bisher eingesetzten Batterien limitieren jedoch die Einsatzdauer. Radiowellenbasierte oder induktive Energieübertragungssys-teme haben zurzeit einen sehr geringen Wirkungsgrad. Zugleich sind sie aufgrund ihrer Größe oder ihres technischen und energetischen Aufwandes nur stationär im Labor einsetzbar.
Den Ingenieuren der Triple Sensor Technologies GmbH aus Jena ist es gelungen, ein effizientes, alternatives Energietransferverfahren zu entwickeln, welches derzeit mit ei-ner Reichweite von bis zu 50 cm von einem mobil am Gürtel tragbaren Transfermodul Energie zu einem Generatormodul überträgt und in diesem eine elektrische Leistung von derzeit bis zu über 100 mW zur Verfügung stellt. Der aktuelle Prototyp in Gestalt eines Zylinders hat einen Durchmesser von 10 mm und eine Länge von 12 mm. Mit die-sem Prototypen ist es bereits gelungen, in der Medizin-, Geräte- und Sensortechnik be-reits verwendete miniaturisierte CCD- und CMOS-Sensoren, LED-Anordnungen, DC-Kleinstmotoren (Faulhaber - siehe Bild) und Telemetriemodule erfolgreich zu betreiben. Erste Erfahrungen mit dem neuen Verfahren haben gezeigt, dass die Baugröße, Reichweite sowie die Leistungsfähigkeit der Module skalierbar sind. Deshalb sind auch Anwendungen außerhalb der Medizintechnik, z.B. für unzugängliche oder dauerhaft verbaute Kontroll- und Inspektionssysteme ohne eigene Energieversorgung auf Batte-rie- bzw. Akkubasis, denkbar und möglich geworden.
Der besondere Vorteil dieses Energietransferverfahren besteht darin, dass das Genera-tormodul parallel zum oder unabhängig vom Energietransfer geortet werden kann. Da-mit sind Monitoringanwendungen für mehr oder weniger statische sowie sich bewegen-de Objekte und Sensorsysteme sowie zielgenaue Wirkstofffreisetzungssysteme mög-lich, die ohne ionisierende Strahlenbelastung und Hochfrequenz(HF) induzierte Gewe-beerwärmung auskommen und damit patienten-/probandenfreundlicher sind.
In der Schublade der Jenaer Ingenieure liegen weitere Konzepte für Therapie- und Sensorkapseln sowie Ortungs-/Orientierungs- und Messverfahren, die auf dieser Basis nun umsetzbar werden. So wird zum Beispiel zurzeit in Kooperation mit der Fachhoch-schule Jena ein zielgenaues und patientenfreundliches Wirkstofffreisetzungsverfahren entwickelt. Im Fokus der Entwicklung stehen ebenfalls eine Kapsel für Motilitätsdiagno-sen und Therapie des Reizdarmsyndroms sowie eine implantierbare Therapiekapsel für die Knochenheilung sowie Nervenregeneration. Kooperationen bestehen desweiteren zur TU Ilmenau und Industriepartnern.
