Ein Herzschrittmacher, der kleiner ist als ein Reiskorn, lässt sich mit einer Kanüle einspritzen, statt ihn zu implantieren. Er bezieht seinen Strom aus einer Batterie, deren Elektrolyt die Körperflüssigkeit selbst ist, und wird über Lichtimpulse von außen gesteuert. Sobald er nicht mehr gebraucht wird, löst er sich im Körper vollständig auf. Damit entfällt der zweite Eingriff, der bisher zum Entfernen nötig war.
Nicht jeder Herzschrittmacher bleibt für immer. Nach Operationen am Herzen, besonders bei angeborenen Herzfehlern von Neugeborenen, ist der eigene Rhythmus oft für einige Tage instabil, und in dieser Zeit übernimmt ein vorübergehender Schrittmacher die Taktung. Bisher läuft das so: Chirurgen nähen Elektroden direkt auf den Herzmuskel, führen die Drähte durch die Brustwand nach außen und verbinden sie mit einem Steuergerät neben dem Bett. Ist die kritische Phase überstanden, werden die Drähte herausgezogen. Genau dieser letzte Schritt birgt Risiken, denn eingewachsenes Gewebe kann einreißen, es kann bluten, und Eintrittsstellen können sich entzünden.
Um diesen Schritt überflüssig zu machen, arbeitet eine Gruppe um den Materialforscher John Rogers an der Northwestern University seit Jahren an Elektronik, die sich nach getaner Arbeit auflöst. Das Prinzip ähnelt selbstauflösenden Operationsfäden: Alle Bestandteile bestehen aus Materialien, die der Körper abbauen und aufnehmen kann, und über Zusammensetzung und Schichtdicke lässt sich einstellen, wie viele Tage das Gerät funktionsfähig bleibt. Ein erster auflösbarer Schrittmacher in der Größe einer Münze funktionierte bereits in Tierversuchen. Herzchirurgen meldeten daraufhin einen klaren Wunsch an: noch kleiner, damit das Gerät auch in die Herzen von Frühgeborenen passt.
Die Größe scheiterte bislang an der Stromversorgung. Der Vorgänger arbeitete mit einer Funkantenne, die Energie von außen empfing, und diese Antenne ließ sich nicht beliebig verkleinern. Die Lösung war ein Wechsel des Prinzips: Zwei unterschiedliche Metalle bilden gemeinsam mit der umgebenden Körperflüssigkeit eine galvanische Zelle, also eine Batterie, deren Elektrolyt der Körper selbst liefert.
Gesteuert wird das Implantat über Licht. Auf der Brust klebt ein weiches, drahtloses Pflaster, das den Herzschlag überwacht und bei Bedarf kurze Infrarotblitze aussendet. Diese Impulse durchdringen Haut, Brustbein und Muskulatur, treffen einen lichtempfindlichen Schalter im Implantat und lösen dort einen Stimulationsimpuls aus. Wie die Northwestern University zu dem Gerät mitteilt, misst es 1,8 mal 3,5 Millimeter und passt damit in die Spitze einer Spritze. Erprobt wurde es an mehreren Tiermodellen sowie an Spenderherzen von Verstorbenen.
Der größte Nutzen liegt in der Kinderherzchirurgie. Jährlich werden weltweit hunderttausende Kinder mit angeborenen Herzfehlern geboren, und ein Teil von ihnen braucht nach der Operation für wenige Tage Unterstützung. In einem Herz von der Größe einer Walnuss ist jeder Millimeter Fremdmaterial ein Problem, und jeder zusätzliche Eingriff eine Belastung. Ein Implantat, das eingespritzt wird und von selbst verschwindet, verkürzt beide Seiten dieser Rechnung. Denkbar sind darüber hinaus mehrere Geräte an verschiedenen Stellen des Herzens, die sich einzeln über unterschiedliche Lichtfarben ansteuern lassen, um Rhythmusstörungen gezielter zu behandeln. Dass sich in der Medizin ganze Behandlungspfade durch eine einfachere Verabreichung verändern, zeigt auch die zweimal jährlich gespritzte HIV-Prophylaxe.
Zwischen einem funktionierenden Prototyp und einem zugelassenen Medizinprodukt liegen mehrere Jahre. Offen sind Fragen der Zuverlässigkeit über die gesamte Einsatzdauer, der genauen Abbauzeit im Körper und der sicheren Platzierung, denn ein eingespritztes Gerät lässt sich nicht mehr ohne Weiteres korrigieren. Auch die Stimulationsleistung ist begrenzt: Das Herz braucht wenig Strom, aber eben nicht beliebig wenig, und jede Verkleinerung geht zu Lasten der verfügbaren Energie. Klinische Studien am Menschen stehen aus. Die Forscher betonen zudem, dass das Konzept nicht auf das Herz beschränkt ist, sondern auch für Nervenstimulation, Wundheilung oder Schmerztherapie in Frage kommt.
Hinter dem Gerät steht ein Gedanke, der dem üblichen Ziel der Technik widerspricht. Normalerweise wird Elektronik auf Haltbarkeit gebaut, hier auf kontrolliertes Verschwinden. Der Wert entsteht dadurch, dass ein zweiter Eingriff entfällt, dass kein Fremdkörper zurückbleibt und dass niemand Drähte ziehen muss, die eingewachsen sind. Für die Patienten bedeutet das im günstigen Fall eine Behandlung, die mit einer Spritze beginnt und nach einigen Tagen ohne weiteres Zutun endet.
Nature, Millimetre-scale bioresorbable optoelectronic systems for electrotherapy; doi:10.1038/s41586-025-08726-4