18/11/2021

Implante auditivo sem bateria gera sua energia usando as próprias ondas sonoras

Redação do Diário da Saúde
Material usa ondas sonoras para gerar energia para implantes auditivos
Os pelos da cóclea convertem as ondas sonoras em pulsos elétricos - a fiação conecta o protótipo a um aparelho que analisa os sons captados.
[Imagem: Jiaqi Zheng et al. - 10.1021/acsnano.1c04242]

Implantes auditivos

Uma nova membrana condutora traduziu as ondas sonoras em sinais elétricos correspondentes quando implantada dentro do ouvido - e ela faz isso sem a necessidade de qualquer suprimento externo de eletricidade.

Assim, além de ser um passo concreto em direção a uma cóclea artificial avançada, o protótipo mostra a possibilidade de construir implantes auditivos sem baterias.

Quando as células ciliadas dentro do ouvido interno param de funcionar, não há como reverter o dano. Atualmente, o tratamento é limitado a aparelhos auditivos ou implantes cocleares. Mas esses dispositivos requerem fontes de alimentação externas e podem ter dificuldade em amplificar corretamente a voz humana.

Uma solução possível é simular os pelos cocleares saudáveis, convertendo ruído em sinais elétricos processados pelo cérebro como sons reconhecíveis.

Na tentativa de fazer isso, os pesquisadores vinham testando materiais piezoelétricos autoalimentados, que produzem eletricidade quando são comprimidos pela pressão das próprias ondas sonoras, e materiais triboelétricos, que produzem atrito e eletricidade estática quando as ondas sonoras os atingem.

No entanto, esses protótipos não são fáceis de fabricar e não produzem sinal suficiente nas frequências da fala humana.

Implante auditivo com gerador próprio

Agora, a equipe do professor Jiaqi Zheng, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong (China), desenvolveu uma maneira simples de fabricar um material que aproveita simultaneamente a compressão e a fricção das ondas sonoras, criando um dispositivo de detecção acústica com alta eficiência e sensibilidade em uma ampla faixa de frequências de áudio.

O material é uma mistura de nanopartículas de titanato de bário revestidas com dióxido de silício, tudo misturado em um polímero condutor. Quando a mistura seca, ela forma um filme fino e flexível semelhante a uma esponja, com espaços ao redor das nanopartículas, permitindo que elas se agitem livremente quando atingidas pelas ondas sonoras.

Durante os testes, os pesquisadores mostraram que o contato entre as nanopartículas e o polímero aumenta a produção elétrica da membrana em 55%, em comparação com o polímero puro. Quando eles imprensaram a membrana entre duas finas grades metálicos, o dispositivo de detecção acústica produziu sinais elétricos com frequências correspondentes aos sons no ambiente.

Os pesquisadores afirmam que seu dispositivo com alimentação própria é sensível à ampla faixa acústica necessária para ouvir a maioria dos sons e vozes, e pretendem agora partir para os testes com pacientes.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Acoustic Core-Shell Resonance Harvester for Application of Artificial Cochlea Based on the Piezo-Triboelectric Effect
Autores: Jiaqi Zheng, Zhaohan Yu, Yunming Wang, Yue Fu, Dan Chen, Huamin Zhou
Publicação: ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.1c04242
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