Doorbraak: plaatsbare microfoon bereidt weg voor volledig interne cochleaire implantaten

AmsterdamOnderzoekers van MIT, Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School en Columbia University hebben een belangrijke doorbraak bereikt in interne cochleaire implantaten. Ze hebben een implanteerbare microfoon ontwikkeld genaamd de UmboMic, die net zo goed functioneert als externe hoortoestelmicrofoons en erop gericht is de noodzaak voor extern apparatuur te elimineren.

De huidige cochleaire implantaten hebben delen die buiten het lichaam zitten. Deze externe onderdelen kunnen gebruikers ervan weerhouden activiteiten zoals zwemmen, sporten of slapen met het apparaat te doen. Dit zorgt er ook voor dat sommige mensen geen implantaten willen.

Voordelen van de UmboMic:

• Volledig intern, waardoor ongemak door externe hardware wordt verminderd
• Maakt activiteiten zoals zwemmen en slapen zonder beperkingen mogelijk
• Gebruikt de structuur van het buitenoor voor betere ruisonderdrukking en gelokaliseerd geluid

De UmboMic maakt gebruik van een speciaal materiaal genaamd PVDF, dat lichaamsvriendelijk is en een elektrische lading produceert wanneer het beweegt. Dit apparaat meet kleine bewegingen in het umbo, een deel van het middenoor dat in één richting beweegt. De UmboMic kan deze zeer kleine trillingen detecteren, die slechts enkele nanometers groot zijn.

De onderzoekers stonden voor de uitdaging om ervoor te zorgen dat het apparaat compatibel was met het lichaam en bestand was tegen de omstandigheden. Ze ontwierpen een sensor met twee PVDF-lagen, waardoor een bewegingsdetector van 3 bij 3 millimeter ontstond. Deze opstelling vermindert ruis door elektrische interferentie te annuleren.

Het team ontwikkelde een sensor en moest daarnaast een versterker maken die het signaal zou versterken zonder veel ruis toe te voegen. De gecombineerde sensor en versterker konden hiermee zachte geluiden oppikken die mensen horen wanneer ze spreken.

Lees ook:

Vandaag · 04:08

Fruitvliegjes stilgezet: rood licht stopt navigatie

Het testen van de UmboMic op menselijke gehoorbeentjes van overleden donoren heeft goede resultaten laten zien. Omdat oorschelpen verschillen tussen mensen, beweegt de umbo echter bij elke persoon anders. Om dit op te lossen, voeren onderzoekers nu experimenten uit op levende dieren om te beoordelen hoe het apparaat werkt wanneer het is geïmplanteerd. Daarnaast zoeken ze naar methoden om de sensor zodanig te omhullen dat hij veilig tot 10 jaar in het lichaam kan blijven.

Wetenschappers werken aan verbeteringen van de UmboMic en zoeken naar de beste implantatiemethodes. Ze besteden bijzondere aandacht aan de materialen die de Microfoon bedekken en de manieren om deze te bevestigen. In tegenstelling tot andere implantaten die gebruik maken van titanium, is titanium te stijf voor de UmboMic.

Karl Grosh, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Michigan, zei dat de UmboMic erg goed functioneert. Hij benadrukte dat toekomstige apparaten kleinere sensoren en elektronica die minder stroom verbruiken nodig hebben om implantatie te vergemakkelijken en de levensduur van de batterij te verbeteren.

Dit onderzoek werd gefinancierd door de National Institutes of Health, de National Science Foundation, de Cloetta Foundation in Zürich en het Onderzoeksfonds van de Universiteit van Basel.