임플란트 마이크로폰 혁신, 완전 내부형 인공와우 이식기술의 새로운 가능성 열어줘

SeoulMIT, 매사추세츠 아이 앤 이어, 하버드 의대, 콜롬비아 대학교 연구진이 내이식 인공 와우 기술에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 그들은 UmboMic이라는 임플란트 마이크를 개발했으며, 이는 외부 보청기 마이크와 동일한 성능을 발휘하고 외부 장비의 필요성을 없애는 것을 목표로 하고 있습니다.

오늘날의 인공 와우는 몸 바깥쪽에 있는 부품을 포함하고 있습니다. 이러한 외부 부품은 사용자들이 수영, 운동, 혹은 장치를 착용한 채로 잠을 자는 것과 같은 활동을 바로 하지 못하게 할 수 있습니다. 이것은 또한 일부 사람들이 임플란트를 받지 않으려는 이유가 되기도 합니다.

UmboMic의 장점:

• 외부 하드웨어의 불편함을 줄이기 위해 완전히 내부에 설치되어 있습니다.
• 수영이나 잠자기 같은 활동을 제약 없이 수행할 수 있습니다.
• 외이 구조를 활용하여 더 나은 소음 필터링과 소리 위치 파악을 제공합니다.

UmboMic은 PVDF라는 몸에 안전한 특별한 소재를 사용하며, 움직일 때 전기적 charge를 생성합니다. 이 장치는 중이의 일부인 움보의 미세한 움직임을 측정하는데, 움보는 한 방향으로 움직입니다. UmboMic은 몇 나노미터에 불과한 매우 작은 진동을 감지할 수 있습니다.

연구자들은 장치가 인체와 호환되고 환경을 견딜 수 있도록 하는 데 어려움을 겪었습니다. 그들은 두 개의 PVDF 층을 사용하여 3밀리미터 x 3밀리미터 크기의 동작 감지 센서를 설계했습니다. 이 구성은 전기적 간섭을 제거하여 잡음을 줄이는 데 도움이 됩니다.

팀은 센서를 만들었고, 신호를 증폭시키면서 잡음을 거의 추가하지 않는 증폭기도 필요했습니다. 이 센서와 증폭기를 결합하면 사람들이 말할 때 들을 수 있는 작은 소리를 감지할 수 있습니다.

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사망한 기증자의 인체 귀뼈를 대상으로 UmboMic을 테스트한 결과는 긍정적이었습니다. 하지만 각 사람의 귀 구조가 다르기 때문에 움보의 움직임도 사람마다 다르게 나타납니다. 이를 해결하기 위해 연구자들은 실험 동물에 이 장치를 이식하여 어떻게 작동하는지를 조사하고 있습니다. 또한 이 센서를 최대 10년 동안 몸 안에 안전하게 보존할 수 있는 방법을 모색하고 있습니다.

과학자들은 UmboMic의 성능을 개선하고, 최적의 이식 방법을 연구하고 있습니다. 이들은 UmboMic을 감싸는 재료와 부착 방법에 특히 주의를 기울이고 있습니다. 다른 임플란트에서 일반적으로 사용되는 티타늄 대신, 티타늄은 UmboMic에 사용하기에는 너무 경직되어 적합하지 않습니다.

미시간 대학교의 기계 공학 교수인 칼 그로쉬는 음보마이크의 성능이 매우 뛰어나다고 평가했다. 그는 앞으로의 기기들은 더 작은 센서와 적은 전력을 소모하는 전자 장치가 필요하다고 지적하며, 이를 통해 이식이 더 쉬워지고 배터리 수명이 개선될 수 있다고 설명했다.

이 연구는 미국 국립보건원, 국립과학재단, 취리히에 있는 클로에타 재단, 그리고 바젤 대학교 연구 기금의 지원을 받았습니다.