Microchips mecánicos ‘personalizados’ para implantes de oído
Fuente: María José Llobregat / Fundación Descubre
El investigador principal del proyecto, Rafael Urquiza.
Investigadores del Departamento de Radiología y Medicina Física, Oftalmología y Otorrinolaringología de la Universidad de Málaga han diseñado el primer microchip electromecánico para implantarlo en el oído medio y mejorar la audición de las personas con problemas de sordera o hipoacusia. El dispositivo se caracteriza por integrar en un espacio milimétrico una serie de elementos electrónicos y mecánicos que sustituyen determinadas partes del oído como los huesecillos y el tímpano.
El reducido formato es, según los expertos, su principal ventaja frente a los actuales implantes de oído medio. Éstos, de mayores dimensiones, superan el tamaño real de esta cavidad del aparato auditivo, por lo que resultan inadecuados para la mayoría de personas que sufre pérdida de audición y dificultan la implantación. Los autores del estudio estiman que unos dos millones de afectados podrían beneficiarse del nuevo dispositivo en España.
En el artículo ‘A new strategy for development of transducers for middle ear implants’, publicado en la revista Informa Healthcare, se define el oído medio como un transductor, es decir, un sistema que convierte un tipo de energía en otra. Por ejemplo, una bombilla transforma la energía eléctrica en lumínica. En el caso del órgano auditivo, éste convierte los impulsos nerviosos –energía eléctrica- en una forma de energía mecánica que es el sonido.
Entre los elementos principales de este transductor biológico destacan la cadena de huesecillos y el tímpano. Cuando alguno de ellos está dañado y no puede desarrollar su función específica –generar sonido y escuchar- deben ser sustituidos por un transductor artificial que imite y potencie estas habilidades.
Avanzada tecnología
El desarrollo del transductor se ha realizado en la Universidad de Málaga
Para obtener este dispositivo, los investigadores de la Universidad de Málaga han aplicado la tecnología MEMS (Micro Electro Mecanic Machine System) o Sistemas Micro Electro Mecánicos al campo de la Otorrinolaringología. “Un MEMS es un circuito integrado, una especie de chip que constituye la base del funcionamiento de aparatos electrónicos como los teléfonos móviles o las televisiones. Integra multitud de elementos electromecánicos en muy poco espacio”, explica a la Fundación Descubre el responsable de este proyecto de investigación, Rafael Urquiza.
Con ayuda de esta tecnología, los expertos han diseñado un transductor que mejora las características de los que ya existen en el mercado. Una de ellas, el tamaño. “En la actualidad, los transductores del oído medio que se fabrican se mueven en un rango de 1,5 a 3 centímetros, dimensiones más grandes que las de la propia cavidad donde deben implantarse”, continúa el investigador.
Esta limitación conlleva dos problemas. Por una parte, algunos pacientes son rechazados para el implante debido a las dimensiones de su cavidad auditiva y, por otro, en el caso de que la intervención quirúrgica se realice, resulta larga y complicada, debido al mayor tamaño del dispositivo. “Cuando éste tiene que encajarse en un espacio tan estrecho como el del oído medio, la cirugía es compleja y delicada por lo que no está al alcance de todos los profesionales”, aclara Rafael Urquiza, quien afirma que esta problemática se resuelve con el microchip. “Es más pequeño, en un rango de milímetros y, por tanto, más fácil de implantar en un mayor número de afectados”.
Según las cifras aportadas por los autores del estudio, en España hay dos millones de candidatos potenciales a implantes de oído medio, ya que más del 80 por ciento de las pérdidas auditivas que existen son susceptibles de utilizar este tipo de tecnología. “Sin embargo, sólo se ha realizado un centenar de operaciones debido a varios factores, entre ellos el precio, pero principalmente a esa complejidad de la intervención motivada por el tamaño del dispositivo”, indica.
Dispositivo
En el caso de que el transductor tenga que ser sustituido por otro a consecuencia de una avería irreparable, sus reducidas dimensiones también facilitan una nueva intervención quirúrgica. “Como cualquier dispositivo que se implante en el interior del cuerpo y se estropee, el transductor se puede reparar, sustituir o extraer definitivamente. Pero cuando se requiera una nueva operación, ésta será de poca envergadura”, añade el investigador.
Prótesis personalizadas
Otra de las causas que impide que el implante sea accesible a la gran mayoría de afectados es el elevado coste del transductor. “Los dispositivos pueden costar decenas de miles de euros debido a que las técnicas de fabricación que se utilizan son costosas”, explica el experto. Por el contrario –continúa-, la tecnología MEMS posibilita la producción a gran escala y la consiguiente reducción de costes.
La fabricación en serie permite, además, el diseño de distintos prototipos de transductor lo que conduce, según el investigador, a la obtención de “prótesis a la carta, adaptadas a las necesidades auditivas de cada persona”. Además, continúa, estas futuras prótesis pueden también programarse según el tipo de pérdida auditiva del paciente.
Finalmente, otra ventaja del empleo de esta tecnología es que evita los ensayos con animales, ya que las pruebas de simulación pueden realizarse con el programa informático adecuado.
Una vez que los expertos han demostrado la eficacia del transductor, el siguiente paso es la fabricación y comercialización del producto, una fase en la que necesitan la colaboración de una empresa que finalice el desarrollo y lo ponga en el mercado. “La investigación no puede avanzar más sin la ayuda de una empresa que esté dispuesta a apostar por la tecnología. Acceder al mercado requiere de estrategias comerciales ajenas al investigador”, explica Rafael Urquiza.
Dispositivo
Con el prototipo diseñado, los investigadores trabajan en la mejora de otros elementos que forman parte del implante, como la batería con la que se carga el dispositivo o el software que permite programarlo.
El proyecto, transdisciplinar, que requiere la colaboración de ingenieros, médicos e informáticos, ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III, adscrito al Ministerio de Economía y Competitividad.
Referencia:
Rafael Urquiza, Javier López García. 2015. ‘A new strategy for development of transducers for middle ear implants’. Acta Otolaryngologica. Volumen: 135. Nº 2. (2015) Pp: 135-139 doi: 10.3109/00016489.2014.969381
Imágenes:
El investigador principal del proyecto, Rafael Urquiza.
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El desarrollo del transductor se ha realizado en la Universidad de Málaga
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Dispositivo
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