Un bebé que lleva un implante coclear – crédito Bjorn Knetsch, CC 2.0.
Los ingenieros de biotecnología han desarrollado el primer implante coclear completamente interno que permitirá a los usuarios moverse, hacer ejercicio, nadar y disfrutar de una amplia gama de actividades humanas sin preocuparse por el hardware externo.
Este hardware externo típicamente se coloca en la parte superior de la oreja o alrededor de la cabeza y prohíbe todo tipo de actividades vigorosas, incluido el sueño, ya que el dispositivo presiona contra los huesos blandos de la sien.
A pesar de estas dificultades, los implantes cocleares son uno de los dispositivos de biotecnología más utilizados en la Tierra, y han permitido a más de un millón de personas escuchar el mundo que las rodea.
Esto no solo incluye a personas mayores cuya capacidad auditiva ha disminuido, sino también a bebés nacidos sordos o con problemas auditivos que necesitan desesperadamente ruido, especialmente voces humanas, para un desarrollo social y educativo normal.
Pero porque los bebés no se dan cuenta de la importancia del implante para su desarrollo, son propensos a intentar manipular o quitar completamente el hardware externo, y sin otra opción, los padres y médicos deben aplicar cinta médica o protección para la cabeza a prueba de niños que les impida quitarlo.
Para intentar eliminar esta carga de todos los usuarios de implantes cocleares, los investigadores del MIT, Massachusetts Eye and Ear, la Escuela de Medicina de Harvard y la Universidad de Columbia han sido pioneros en el primer implante coclear que se inserta completamente por vía quirúrgica.
Su diseño novedoso se basa en las vibraciones de una sola dirección de un hueso en la parte media del canal auditivo llamado umbo.
El equipo tuvo que abordar muchos desafíos para producir su prototipo. Las vibraciones del umbo se miden en nanómetros, lo que requiere un micrófono extremadamente sensible. Un micrófono tan sensible también necesitaría tener propiedades de acceso para bloquear el sonido igualmente fuerte de la electrónica que trabaja dentro de él. También tendría que medir en milímetros bajos.
Cualquier sensor implantable también tendría que lidiar con el fluido dinámico y el entorno caliente del cuerpo humano. Sin embargo, un dispositivo coclear completamente implantable también tendría grandes ventajas. Debido a que están montados en los lados de la cabeza, el dispositivo de amplificación de audio no puede proporcionar al usuario las señales de filtrado de ruido y localización de sonido proporcionadas por la estructura de la oreja externa.
MÁS AVANCES DE BIOTECNOLOGÍA: Las córneas bioingenierizadas prometen curar la ceguera de millones de personas en todo el mundo
El equipo superó todos estos obstáculos para crear el UmboMic, un sensor de movimiento triangular de 3 milímetros por 3 milímetros. Está compuesto por un material ‘piezoeléctrico’ llamado polivinilideno difluoruro (PVDF). Los materiales piezoeléctricos generan carga eléctrica cuando se comprimen o estiran, y cuando se colocan justo contra el umbo, las vibraciones del hueso auditivo generan la carga que alimenta el dispositivo.
El PVDF envuelve una placa de circuito impreso flexible, y para maximizar el rendimiento del dispositivo, un amplificador de bajo ruido mejora la señal mientras minimiza el ruido de la electrónica. No existía ningún amplificador que cumpliera con las especificaciones del equipo, por lo que tuvieron que construir el suyo propio.
Karl Grosh, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Michigan que no participó en la investigación ni en el desarrollo, le dijo a MIT Press que las capacidades de esta invención totalmente nueva son sorprendentes e impresionantes.
TECNOLOGÍA MÉDICA PARA EL FUTURO: Niño del Reino Unido tiene un implante cerebral para controlar las convulsiones de epilepsia en un hito mundial
“Los resultados en este documento muestran la respuesta de banda ancha necesaria y el bajo nivel de ruido necesario para actuar como sensor acústico”, dijo Grosh.
“Este resultado es sorprendente, porque la amplitud de banda y el nivel de ruido son tan competitivos con el micrófono del audífono comercial. Este rendimiento muestra la promesa del enfoque, lo que debería inspirar a otros a adoptar este concepto”.
El equipo ahora está avanzando en experimentos con animales.
COMPARTA esta increíble tarea de microingeniería con sus amigos…