Microfone implantável abre caminho para implantes cocleares totalmente internos, indica novo estudo

São PauloPesquisadores do MIT, Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School e Columbia University desenvolveram um minúsculo microfone que pode ser implantado dentro do corpo. Esta inovação pode possibilitar implantes cocleares totalmente internos. Atualmente, os implantes cocleares utilizam dispositivos externos, que podem ser inconvenientes para os usuários. O novo microfone pode resolver esse problema.

O time desenvolveu um pequeno sensor com um material biocompatível que gera eletricidade através do movimento. Esse sensor capta movimentações sutis no tímpano, permitindo ao microfone detectar sons.

O microfone implantável possui várias características principais:

• Material piezoelétrico biocompatível
• Tamanho de 3 milímetros por 3 milímetros
• Espessura de 200 micrômetros
• Amplificador de baixo ruído para melhorar o sinal

O microfone foca no umbo, uma parte do ouvido médio. O umbo se move levemente, por alguns nanômetros. A equipe desenvolveu o "UmboMic" para detectar esses pequenos movimentos. O UmboMic é composto por duas camadas de polivinilideno difluoreto (PVDF) em torno de uma placa de circuito impresso (PCB) flexível. O dispositivo é muito pequeno, aproximadamente do tamanho de um grão de arroz.

As camadas de PVDF se curvam e geram cargas elétricas quando o umbo se move. Eletrodos na camada de PCB medem essas cargas. O dispositivo minimiza o ruído com um design tipo "sanduíche de PVDF". Uma camada gera carga positiva, enquanto a outra gera carga negativa, cancelando assim a interferência elétrica.

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Fabricar o sensor foi desafiador. O PVDF não funciona bem em altas temperaturas, mas o titânio exige calor intenso para ser aplicado. A equipe resolveu isso adicionando o titânio lentamente e usando um dissipador de calor para manter o PVDF resfriado.

A equipe desenvolveu um amplificador de baixo ruído para aumentar as pequenas vibrações do umbo sem adicionar muito ruído. Eles testaram o dispositivo em ossos do ouvido de cadáveres e descobriram que o UmboMic funcionava bem. Ele operava dentro da faixa da fala humana e conseguia diferenciar sons muito baixos do ruído de fundo.

Os pesquisadores descobriram que o desempenho do sensor varia conforme a estrutura do ouvido. Cada pessoa possui pequenas diferenças na movimentação do umbo. A seguir, os pesquisadores irão estudar animais vivos para compreender melhor esse fenômeno. Esses estudos demonstrarão como o UmboMic funciona quando implantado.

A equipe está buscando uma maneira de revestir o sensor para que ele permaneça seguro no corpo por até 10 anos e seja flexível o suficiente para captar vibrações. Materiais comuns de implantes, como o titânio, são muito rígidos para o UmboMic. A equipe investigará diferentes materiais e métodos para embalar e fixá-lo.

O estudo foi publicado na Journal of Micromechanics and Microengineering e recebeu financiamento dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), da National Science Foundation (NSF), da Fundação Cloetta em Zurique, Suíça, e do Fundo de Pesquisa da Universidade de Basel, Suíça.