Los implantes cocleares han transformado la vida de más de un millón de personas sordas o con problemas auditivos, devolviéndoles la capacidad de escuchar. A pesar de sus indiscutibles ventajas, los dispositivos tienen una limitación importante: dependen de un componente externo que se coloca en el lateral de la cabeza, lo que restringe actividades cotidianas como nadar, hacer ejercicio o dormir. Este diseño incompleto ha llevado a algunos usuarios a prescindir de los implantes cocleares debido a su incomodidad.
Pero un avance revolucionario está en marcha. Un equipo multidisciplinario de investigadores del MIT, Massachusetts Eye and Ear, la Facultad de Medicina de Harvard y la Universidad de Columbia ha desarrollado un micrófono implantable que podría cambiar las reglas del juego. Este nuevo dispositivo, diseñado para integrarse completamente en el interior del cuerpo, funciona tan bien como los micrófonos externos de los audífonos comerciales.
Al superar uno de los mayores obstáculos en la creación de un implante coclear completamente interno, los investigadores están más cerca de brindar a los pacientes una solución sin las limitaciones del hardware externo. ¿El futuro de la audición restaurada? Está más cerca que nunca.
Este innovador micrófono, un sensor fabricado con material piezoeléctrico biocompatible, es capaz de detectar minúsculos movimientos en la parte inferior del tímpano. Los materiales piezoeléctricos generan una carga eléctrica al ser comprimidos o estirados, lo que permite que este dispositivo capte el sonido y devuelva la audición a personas sordas. Para optimizar su rendimiento, el equipo desarrolló un amplificador de bajo ruido que mejora la calidad de la señal y reduce al mínimo el ruido de los componentes electrónicos.
Diferencias y ventajas de la evolución de los implantes cocleares para personas sordas
Los micrófonos en los implantes cocleares suelen ubicarse a los lados de la cabeza, lo que limita a los usuarios, ya que no pueden beneficiarse del filtrado natural de ruido y la capacidad de localizar sonidos que proporciona la estructura del oído externo.
Si bien los micrófonos totalmente implantables ofrecen claras ventajas para personas sordas, muchos de los dispositivos tienen problemas para captar sonidos suaves y manejar un amplio espectro de frecuencias. Para solucionar este desafío, el equipo de investigación se enfocó en una parte del oído medio llamada umbo, que vibra de manera unidireccional (hacia adentro y hacia afuera), lo que permite una detección más precisa de estos movimientos y mejora la capacidad del micrófono para capturar una gama más amplia de sonidos.
“Nuestro objetivo es que un cirujano implante este dispositivo al mismo tiempo que el implante coclear y el procesador internalizado, lo que significa optimizar la cirugía mientras se trabaja alrededor de las estructuras internas del oído sin interrumpir ninguno de los procesos que ocurren allí”, dijeron los investigadores.
El equipo diseñó el UmboMic, un pequeño sensor triangular de 3 x 3 milímetros compuesto por dos capas de PVDF (difluoruro de polivinilideno), un material piezoeléctrico biocompatible. Estas capas están integradas a los lados de una placa de circuito impreso flexible (PCB), creando un micrófono del tamaño de un grano de arroz y con un espesor de 200 micrómetros, comparable a dos cabellos humanos.
La punta del dispositivo se fija al umbo, y al vibrar esta estructura, el material piezoeléctrico se deforma, generando una carga eléctrica que los electrodos de la PCB pueden medir con precisión. El equipo desarrolló un diseño innovador de “sándwich de PVDF” para reducir el ruido en el micrófono que perciben las personas sordas. Cuando el sensor se dobla, una capa de PVDF genera una carga positiva y la otra una negativa, permitiendo cancelar el ruido eléctrico al comparar las cargas.
En pruebas realizadas en huesos del oído humano de cadáveres, el UmboMic demostró un rendimiento sólido en el rango de intensidad y frecuencia del habla humana, con un nivel de ruido lo suficientemente bajo como para captar sonidos suaves. El equipo ahora se prepara para realizar estudios en animales vivos para explorar la respuesta del sensor a la implantación a largo plazo. Además, están trabajando en métodos para encapsular el UmboMic de forma que sea lo suficientemente flexible para captar vibraciones durante años sin perder funcionalidad.
Los resultados hasta ahora han sido tan competitivos que el rendimiento del micrófono está a la altura de los micrófonos comerciales, lo que promete avances significativos en la tecnología de implantes cocleares.
“Una cosa que vimos y que fue realmente interesante es que la respuesta de frecuencia del sensor está influenciada por la anatomía del oído en el que estamos experimentando, porque el umbo se mueve de manera ligeramente diferente en los oídos de diferentes personas”, dijo Wawrzynek, líder de este proyecto.
