Hörprothese für Gehörlose bald so klein wie ein Reiskorn
Noch sind Hörhilfen für Gehörlose, die sogenannten Cochlea-Implantate, ziemlich deutlich am Kopf der Betroffenen sichtbar. Mit einer Entwicklung von US-Forschenden könnte sich das ändern. Sie verkleinerten die Mikrofone auf Haaresbreite, wodurch sie praktisch völlig implantierbar werden.
Foto: PantherMedia / Tatiana Chekryzhova
Schwerhörigen oder völlig gehörlosen Menschen können sogenannte Cochlea-Implantate helfen. Diese sitzen hauptsächlich in der Hörschnecke (Cochlea) und vermitteln die Höreindrücke, die Mikrofone an der Schädeldecke aufnehmen, an den Hörnerv. Über 1 Mio. Menschen weltweit nutzen laut National Institutes of Health (NIH) solche Hörprothesen. Allerdings sind deren Mikrofone groß und deutlich am Kopf erkennbar, was für die Betroffenen mit Einschränkungen verbunden ist. So können sie damit nicht schwimmen oder schlafen und manche haben möglicherweise auch ein ästhetisches Problem mit dem sichtbaren Implantat.
So dick wie zwei menschliche Haare, so lang wie ein Reiskorn
Nun hat ein interdisziplinäres Team am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (MA), am Massachusetts Eye and Ear, an der Harvard Medical School und der Columbia University die Voraussetzungen dafür geschaffen, diese externen Komponenten ebenfalls zu implantieren. Ihnen gelang es, ein Mikrofon von nur 200 µm Durchmesser zu entwickeln – nicht dicker als zwei menschliche Haare und nicht länger als ein Reiskorn.
Ein Sensor aus einem körperverträglichen Piezo-Material misst dabei die winzigen Bewegungen an der Unterseite des Trommelfells. Piezoelektrische Materialien erzeugen eine elektrische Ladung, wenn sie komprimiert oder gedehnt werden. Um die Leistung des Geräts zu steigern, entwickelte das Team außerdem einen Verstärker, der das Signal verstärkt, aber gleichzeitig das Rauschen der Elektronik unterdrückt.
Winzige Vibrationen erzeugen elektrische Ladungen
Das Team konzentrierte sich dabei auf einen Mittelohrknochen, der sich nur wenige Nanometer bewegt. Entsprechend empfindlich musste das Gerät ausgelegt werden, um diese winzigen Vibrationen zu erfassen. Die schmale Spitze des Mikrofons wird gegen den Knochen gedrückt. Vibriert dieser, verbiegen sich die piezoelektrischen Schichten und erzeugen elektrische Ladungen, die von internen Elektroden weitergeleitet werden.
Nun arbeiten die US-Forschenden daran, den gesamten Sensor so einzukapseln, dass er bis zu zehn Jahre lang sicher im Körper verbleiben kann. „Unser Ziel besteht darin, dass der Chirurg dieses Gerät gleichzeitig mit dem Cochlea-Implantat und dem internen Prozessor implantiert. Das bedeutet, dass der chirurgische Eingriff optimiert wird und gleichzeitig an den inneren Strukturen des Ohrs gearbeitet wird, ohne die dort ablaufenden Prozesse zu stören“, erklärt Emma Wawrzynek, Co-Autorin der Studie.
