Un grupo de investigadores de ACS Nano crearon un dispositivo que traduce las ondas sonoras en señales eléctricas cuando se implanta en el oído y que además, no requiere de energía externa para funcionar.
En su informe, el equipo de Yunming Wang y sus colegas Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, en Wuhan, China, señala que este sería el primer paso para desarrollar una cóclea artificial avanzada, con la intención de que pueda ser utilizado por personas que nacen con pérdidas auditivas, o que con el paso de la edad, infecciones o exposiciones al ruido terminan por no escuchar.
En muchos casos, el daño recae en los diminutos pelos de la cóclea del oído interno, que permiten al cerebro reconocer los impulsos eléctricos como sonido y aquí es donde este nuevo dispositivo viene a aportar información a la cabeza.
La membrana desarrollada por los investigadores dentro de un modelo de oreja
Actualmente los tratamientos se limitan a audífonos o implantes cocleares que requieren fuentes de alimentación externa y que pueden tener dificultades para amplificar el habla para que sea entendida. Por esto, una posible solución, como señalan en su informe, es "simular" pelos cocleares sanos que puedan convertir el ruido en señales eléctricas que el cerebro procese como sonidos reconocibles.
Para lograr esto, se han probado materiales piezoeléctricos amplificados, que se cargan al ser comprimidos por la presión de las ondas sonoras, y materiales triboeléctricos, que producen fricción y electricidad estática al ser movidos por las ondas.
Sin embargo estos dos dispositivos son difíciles de fabricar y no producen suficiente señal en las frecuencias donde se da el habla humana, por lo que Yunming Wang y sus colegas se enfocaron en crear un material que usara compresión y fricción para obtener alta eficiencia y sensibilidad en una gama de frecuencias que el ser humano pudiera captar.
Así fabricaron la membrana que se implanta en el oído
En sus pruebas descubrieron que la membrana producida también tenía una gran flexibilidad, pudiendo regresar a su forma original incluso tras doblarla dos veces
Para crear este material piezo-triboeléctrico, se mezclaron partículas de titanato de bario recubiertas con dióxido de silicio en un polímero conductor, tras secar, eliminaron el dióxido de silicio con una solución alcalina. Como resultado se obtuvo una membrana similar a una esponja con espacios alrededor de las nanopartículas, que les permitía moverse cuando las ondas sonoras impactaban.
Para las pruebas de efectividad colocaron la membrana entre dos rejillas metálicas delgadas y el dispositivo produjo una señal eléctrica máxima de 170 hercios, una frecuencia dentro del rango de la mayoría de las voces. En otra prueba implantaron el dispositivo en un modelo de oído y reprodujeron una pista musical y tras grabar la salida eléctrica y convertirlo de nuevo en archivo de audio, lograron captar una gran similitud con la versión original.
