Dispositivo flexible podría tratar la pérdida auditiva sin pilas

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Algunas personas nacen con pérdida auditiva, mientras que otras la adquieren con la edad, las infecciones o la exposición prolongada al ruido. En muchos casos, se dañan los diminutos pelos de la cóclea del oído interno que permiten que el cerebro reconozca los impulsos eléctricos como sonido. Como paso hacia una cóclea artificial avanzada, los investigadores de ACS Nano informan de una membrana conductora, que traduce las ondas sonoras en señales eléctricas correspondientes cuando se implanta dentro de un modelo de oído, sin requerir alimentación externa.

Cuando las células ciliadas dentro del oído interno dejan de funcionar, no hay forma de revertir el daño. Actualmente, el tratamiento se limita a audífonos o implantes cocleares. Pero estos dispositivos requieren fuentes de alimentación externas y pueden tener dificultades para amplificar el habla correctamente para que el usuario la entienda. Una posible solución es simular un cabello coclear sano convirtiendo el ruido en señales eléctricas procesadas por el cerebro como sonidos reconocibles. Para lograr esto, investigadores anteriores han probado materiales piezoeléctricos autoamplificados, que se cargan cuando se comprimen por la presión que acompaña a las ondas sonoras, y materiales triboeléctricos, que producen fricción y electricidad estática cuando son movidos por estas ondas. Sin embargo, los dispositivos no son fáciles de fabricar y no producen suficiente señal en las frecuencias involucradas en el lenguaje humano. Por lo tanto, Yunming Wang y sus colegas querían una manera fácil de fabricar un material que usara compresión y fricción para un dispositivo de detección acústica con alta eficiencia y sensibilidad en una amplia gama de frecuencias de audio.

Para crear un material piezo-triboeléctrico, los investigadores mezclaron nanopartículas de titanato de bario recubiertas de dióxido de silicio en un polímero conductor, que secaron en una película delgada y flexible. A continuación, eliminaron las cáscaras de dióxido de silicio con una solución alcalina. Este paso dejó una membrana esponjosa con espacios alrededor de las nanopartículas, lo que les permitió codarse cuando las ondas sonoras las golpean. En las pruebas, los investigadores demostraron que el contacto entre las nanopartículas y el polímero aumentaba la producción eléctrica de la membrana en un 55% en comparación con el polímero prístino. Cuando insertaron la membrana entre dos rejillas metálicas delgadas, el dispositivo de detección acústica produjo una señal eléctrica máxima a 170 hercios, una frecuencia dentro del rango de la mayoría de las voces adultas. Finalmente, los investigadores implantaron el dispositivo dentro de un modelo de oído y reprodujeron un archivo de música. Grabaron la salida eléctrica y la convirtieron en un nuevo archivo de audio, que mostró un gran parecido con la versión original. Los investigadores dicen que su dispositivo autoamplificado es sensible al amplio rango acústico necesario para escuchar la mayoría de los sonidos y voces.

Los autores reconocen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales del Programa General de China, los Fondos de Investigación Fundamental para Universidades Centrales y la creación de entidades de innovación independientes de primera clase.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por sociedad Química Americana. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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