Das Celtro Konzept, Energiegewinnung aus biologischen Zellen

Das Celtro Konzept, Energiegewinnung aus biologischen Zellen

Halbleiterelektronik ist die fundamentale Grundlage moderner Medizinprodukte wie Herzschrittmacher, Biosensoren oder Hörhilfen. Heute ist der Zeitpunkt gekommen, die Energie-Versorgung derartiger Systeme autark aus körpereigener Zellenergie zu erzeugen. Batterieerschöpfung, Gerätewechsel, Austausch #Operationen und Ladestationen würden damit #überflüssig werden. 

Die Celtro GmbH wurde im Jahr 2019 in Dresden mit dem Ziel gegründet, medizinische Produkte autark aus derartigen »Zell #Kraftwerken« zu versorgen. Aufbauend auf dem eigenen Portfolio an Schutzrechten im Bereich der Nanowatt Elektronik hat die Celtro GmbH mit der Entwicklung derartiger Medizin-Produkte begonnen. Elektrisches Energy Harvesting ersetzt dabei die Batterie als Energiespeicher, um damit medizinische Anwendungen wie Patientenüberwachung oder #Herzschrittmacher zu betreiben.

Der Grundgedanke besteht darin, dass lebende Zellen in einem Organismus biologischen Batterien ähneln, die ständig elektrische Energie erzeugen. Wenn es gelingt, einen kleinen Teil dieser Energie zu nutzen, werden implantierte Medizinprodukte energieautark. Sogar #Patienten mit bisher unheilbaren Erkrankungen, wie zum Beispiel einer Querschnittslähmung, könnte dann zukünftig dauerhaft geholfen werden.

»Das Moore’sche Gesetz ist unser Freund«, sagt Dr.-Ing. Gerd Teepe, Ingenieur für Mikroelektronik und Geschäftsführer der Celtro GmbH. »Heutige Halbleiter Technologien sind erstaunlich leistungsfähig geworden. 1000 Milliarden Rechen-Operationen können pro Sekunde ausgeführt werden bei einer Leistungsaufnahme von weniger als 1 Watt. Biologische Prozesse sind aber deutlich langsamer. Deshalb drosseln wir die Rechen-Geschwindigkeit derart, dass der Energiebedarf in den Bereich von wenigen Nanowatt absinkt. Das genügt für biologische Funktionen und ist gering genug, um aus dem Gewebe heraus selbst erzeugt zu werden. Autarke, implantierte Systeme werden nun möglich.«

Dr. med. Judith Piorkowski, Kardiologin und Elektrophysiologin führt das näher aus: »Eine Zelle nimmt Zucker als Energieträger auf und setzt diesen in elektrische und mechanische Energie um. In einem normalen Herzen befinden sich Milliarden von Zellen. Ein kleiner Bruchteil der dort umgesetzten Energie wird für den Betrieb autarker Implantate, wie zum Beispiel eines Herzschrittmacher, benötigt.«

Die Celtro GmbH hat im Dezember 2021 ihre erste Finanzierungsrunde erfolgreich abgeschlossen. Private Investoren kommen aus Deutschland und den USA. Der Freistaat Sachsen fördert das Entwicklungsvorhaben im Rahmen der Technologieförderung ebenfalls und hat durch seine Zusagen einen frühen Start der Arbeiten möglich gemacht.*

Der aktuelle Schwerpunkt liegt auf der Chipentwicklung. Dafür kooperiert die Celtro GmbH mit zahlreichen Entwicklungspartnern in Sachsen. Für 2022 ist eine Erweiterung des Personalstandes in Dresden mit Experten, aus den Bereichen Halbleiterentwicklung, Systementwicklung und Medizin vorgesehen. Mit Abschluss der Finanzierungsrunde ist die erste Phase des Entwicklungsprogrammes »NanoPower BioChip« gesichert. In diesem Programm werden die Grundlagen der zellulären Energiegewinnung gelegt und demonstriert. 

»Wir sind sehr froh, dass es uns gelungen ist, internationale Investoren und den Freistaat Sachsen von unserer Idee zu überzeugen. Die Möglichkeit der Verbindung von Halbleiterforschung und Medizin ist ein Alleinstellungsmerkmal am Standort Dresden und passt hervorragend zum Gründungsgedanken unserer Firma«, sagt Jarek Budny, Finanzvorstand der Celtro GmbH.

* Das Projekt NanoPower BioChip wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes