Nuevo micrófono implantable abre camino para implantes cocleares completamente internos

MadridInvestigadores de MIT, Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School y la Universidad de Columbia han desarrollado un micrófono diminuto que puede ser implantado dentro del cuerpo. Esta innovación podría permitir implantes cocleares completamente internos. Actualmente, los implantes cocleares requieren dispositivos externos, lo cual puede ser incómodo para los usuarios. El nuevo micrófono podría resolver este problema.

El equipo creó un pequeño sensor utilizando un material seguro para el cuerpo y capaz de generar electricidad al moverse. Este sensor detecta movimientos diminutos del tímpano. El micrófono utiliza esta capacidad para captar el sonido.

El micrófono implantable cuenta con varias características principales:

• Material piezoeléctrico biocompatible
• Tamaño de 3 milímetros por 3 milímetros
• Grosor de 200 micrómetros
• Amplificador de bajo ruido para mejorar la señal

El micrófono se enfoca en el umbo, una parte del oído medio. El umbo se mueve ligeramente, solo unos pocos nanómetros. El equipo desarrolló el "UmboMic" para detectar estos pequeños movimientos. El UmboMic está compuesto por dos capas de polivinilideno difluoruro (PVDF) alrededor de una placa de circuito impreso (PCB) flexible. El dispositivo es muy pequeño, aproximadamente del tamaño de un grano de arroz.

Las capas de PVDF se doblan y generan cargas eléctricas cuando se mueve el umbo. Los electrodos en la capa de PCB miden estas cargas. El dispositivo reduce el ruido con un diseño de "sándwich de PVDF". Una capa crea una carga positiva, mientras que la otra genera una carga negativa, cancelando así las interferencias eléctricas.

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Construir el sensor resultó complicado. El PVDF no funciona bien a altas temperaturas, pero era necesario aplicar calor elevado para el titanio. El equipo solucionó este problema agregando el titanio de manera gradual y usando un disipador de calor para mantener el PVDF fresco.

El equipo desarrolló un amplificador de bajo ruido para aumentar las pequeñas vibraciones del umbo sin añadir mucho ruido. Lo probaron en huesos de oído de cadáveres y descubrieron que el UmboMic funcionaba bien. Operaba dentro del rango del habla humana y podía diferenciar sonidos muy silenciosos del ruido de fondo.

Los investigadores descubrieron que el desempeño del sensor varía según la estructura del oído. Las personas presentan ligeras diferencias en la manera en que se mueve su umbo. Luego, los investigadores estudiarán animales vivos para comprender mejor este fenómeno. Estos estudios mostrarán cómo funciona el UmboMic cuando se implanta.

El equipo está buscando una manera de cubrir el sensor para que se mantenga seguro en el cuerpo durante hasta 10 años y sea lo suficientemente flexible como para detectar vibraciones. Materiales comunes de implante como el titanio son demasiado rígidos para el UmboMic. Por ello, el equipo explorará diferentes materiales y métodos para empaquetarlo y fijarlo.

El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencia, la Fundación Cloetta de Zúrich, Suiza, y el Fondo de Investigación de la Universidad de Basilea, Suiza, fue publicado en la prestigiosa revista Journal of Micromechanics and Microengineering.