28.03.2023Mit Blutzucker Strom erzeugen

Wenn eine Brennstoffzelle unter der Haut Blutzucker aus dem Körper in elektrische Energie umwandelt, klingt das nach Science-​Fiction. Dabei funktioniert es einwandfrei, wie ein ETH-​Forschungsteam um den Biotechnologieprofessor Martin Fussenegger zeigt.

Das Wichtigste in Kürze

• ETH-​Forschende haben eine implantierbare Brennstoffzelle entwickelt, die aus überschüssiger Glukose im Blut Strom erzeugt.
• Damit liessen sich zukünftig medizinische Geräte betreiben.
• Kombiniert mit künstlichen, insulinausschüttenden Beta-​Zellen erhält man ein System, das autonom den Blutzuckerspiegel regulieren kann.
• Es handelt sich um einen Prototyp, bei dem unklar ist, ob er auf den Markt kommt.

Bei Typ-​1-Diabetiker:innen produziert der Körper kein Insulin. Deshalb müssen sich Betroffene das Hormon von aussen zuführen, um den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Heutzutage geschieht dies meist über Insulinpumpen, die direkt am Körper sitzen. Solche Geräte, aber auch andere medizinische Anwendungen wie beispielsweise Herzschrittmacher, brauchen eine zuverlässige Energieversorgung. Diese wird derzeit vor allem mit Strom aus Batterien oder wiederaufladbaren Akkus sichergestellt.

Ein Team von Forschenden um Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme der ETH Zürich in Basel hat nun eine futuristisch anmutende Idee verwirklicht: Sie haben eine implantierbare Brennstoffzelle entwickelt, die überschüssigen Blutzucker (Glukose) aus dem Gewebe nutzt, um daraus elektrische Energie zu erzeugen. Die Brennstoffzelle wiederum kombinierten die Forschenden mit bereits vor einigen Jahren in ihrer Gruppe entwickelten künstlichen Beta-​Zellen, die wie ihre natürlichen Vorbilder in der Bauchspeicheldrüse Insulin produzieren und den Blutzuckerspiegel wirksam senken.

«Besonders in westlichen Industrienationen nehmen viele Menschen mehr Kohlenhydrate zu sich als sie im Alltag benötigen», sagt ETH-​Professor Fussenegger. Das führe zu Übergewicht, Diabetes oder Herz-​Kreislauferkrankungen. «Das hat uns auf die Idee gebracht, diesen Überschuss an metabolischer Energie zu nutzen, um Strom für den Betrieb von biomedizinischen Geräten herzustellen», erklärt der Biotechnologe weiter.

ETH news

Peter Rüegg