Ny studie: implanterbar mikrofon banar väg för helt interna cochleaimplantat.

StockholmForskare från MIT, Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School och Columbia University har utvecklat en liten mikrofon som kan implanteras inuti kroppen. Denna innovation kan möjliggöra helt interna cochleaimplantat. För närvarande använder cochleaimplantat externa enheter, vilket kan vara otympligt för användarna. Den nya mikrofonen kan lösa detta problem.

Teamet skapade en liten sensor av ett kroppssäkert material som genererar elektricitet vid rörelse. Sensorn kan upptäcka små rörelser i trumhinnan. Denna egenskap används av mikrofonen för att fånga upp ljud.

Implanterbar mikrofon har flera viktiga egenskaper:

• Biokompatibelt piezoelektriskt material
• Storlek på 3x3 millimeter
• Tjocklek på 200 mikrometer
• Lågt brusförstärkare för att förstärka signalen

Mikrofonen riktar sig mot umbo, en del av mellanörat. Umbo rör sig marginellt, med några få nanometer. Teamet utvecklade "UmboMic" för att upptäcka dessa små rörelser. UmboMic består av två lager polyvinylidenfluorid (PVDF) kring ett flexibelt kretskort (PCB). Enheten är mycket liten, ungefär i storlek med ett riskorn.

PVDF-skikten böjer sig och genererar elektriska laddningar när safthalvans umbo rör sig. Elektroder på PCB-lagret mäter dessa laddningar. Enheten minskar brus med en "PVDF-sandwich"-design. Ett lager skapar en positiv laddning, medan det andra genererar en negativ laddning. Denna konstruktion motverkar elektriska störningar.

Läs också:

Igår · 23:37

Torka hotar sångfåglarnas överlevnad under flyttningen

Att tillverka sensorn var svårt. PVDF fungerar inte bra vid höga temperaturer, men titanet krävde hög värme för att appliceras. Teamet löste detta genom att långsamt tillföra titan och använda en kylfläns för att hålla PVDF:n sval.

Teamet skapade en lågbrusförstärkare för att förstärka de små vibrationerna av umbo, utan att bruset ökade nämnvärt. De testade den på hörselben från kadaver och upptäckte att UmboMic fungerade bra. Den opererade inom det mänskliga talområdet och kunde skilja mycket tysta ljud från bakgrundsbruset.

Forskarna upptäckte att sensorens prestanda varierar beroende på örats struktur. Det finns små skillnader i hur människors umbo rör sig. Nästa steg för forskarna är att undersöka levande djur för att få en bättre förståelse för detta. Dessa studier kommer att visa hur UmboMic fungerar när den implanteras.

Teamet försöker hitta ett sätt att täcka sensorn så att den är säker i kroppen i upp till 10 år och är tillräckligt flexibel för att registrera vibrationer. Vanliga implantatmaterial som titan är för styva för UmboMic. Teamet kommer att undersöka olika material och metoder för att förpacka och fästa den.

Studien publicerades i Journal of Micromechanics and Microengineering och finansierades av National Institutes of Health, National Science Foundation, Cloetta Foundation i Zürich, Schweiz samt Forskningsfonden vid Universitetet i Basel, Schweiz.