Microchip electromecánico en implantes de oído medio

Un equipo multidisciplinar ha diseñado un novedoso dispositivo implantable para las hipoacusias del oído medio con numerosas ventajas.

Carmen Cáceres. Sevilla | dmredaccion@diariomedico.com | 29/06/2015 00:00

Rafael Urquiza, de la Universidad de Málaga. (DM)

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Un equipo de investigadores del Departamento de Radiología y Medicina Física, Oftalmología y Otorrinolaringología de la Universidad de Málaga y del Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (Ibima) ha diseñado un microchip electromecánico para implantarlo en el oído medio y mejorar la audición de las personas con problemas de sordera o hipoacusia. "Empezamos hace años a desarrollar dispositivos para tratar la pérdida de audición y hemos pasado de patentar prótesis externas a desarrollar prótesis implantables", ha explicado a DM Rafael Urquiza, profesor titular de Otorrinolaringología en la Universidad de Málaga y responsable de este proyecto de investigación.

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. Este prototipo es una parte de la prótesis, en concreto el transductor, que se implanta en el oído para tratar la pérdida de audición. La prótesis completa está compuesta además de otro transductor llamado sensor que recibe los sonidos del exterior y que envía la información a un procesador implantado fuera del oído bajo la piel, que la procesa conforme a la pérdida auditiva que tenga el sujeto y lo envía al transductor final llamado actuador, que transforma energía eléctrica en energía mecánica. "Estos otros elementos han sido desarrollados previamente por nuestro grupo".

Se calcula que un millón de españoles se beneficiaría de estos nuevos dispositivos, ya que el 50 por ciento de las pérdidas auditivas son susceptibles de esta tecnología

Sin embargo, "este actuador, que simula a la cadena de huesecillos, y su estrategia de desarrollo es lo que hemos patentado, fabricado y finalmente publicado en el último artículo", recapitula Urquiza. Además, la prótesis posee también una antena emisora-receptora para programar el procesador desde el exterior y una batería para alimentar el dispositivo.

Así, "cuando alguna de las partes del oído medio está dañada y no puede desarrollar su función específica, debe ser sustituida por un transductor artificial que imite y potencie estas habilidades". Con ayuda de esta tecnología MEMS (Micro Electro Mechanic Systems) o Sistemas Micro Electro Mecánicos -una especie de chip que integra diversos de elementos electromecánicos en dimensiones mínimas-, los expertos han diseñado un transductor que mejora las características de los que existen en el mercado y se puede reparar, sustituir o extraer definitivamente.

La fabricación estructurada permite diseñar distintos tipos de transductor: prótesis a la carta adaptadas a las necesidades auditivas de cada persona

Esencial ventaja
El reducido tamaño es su principal ventaja frente a los actuales implantes de oído medio. "En la actualidad, los transductores del oído medio que se fabrican tienen dimensiones en un rango de 1,5 a 3 centímetros, muchas veces más grandes que la cavidad auditiva donde deben implantarse, por lo que resultan inadecuados para la mayoría de personas que sufren pérdida de audición y dificultan la implantación", afirma Urquiza.

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, aumenta enormemente la complejidad de la intervención quirúrgica, en el caso de que se pueda realizar, debido al tamaño del dispositivo. Este microchip hace más asequible la intervención quirúrgica.

Otra diferencia es el precio. "Los dispositivos que están en el mercado tienen un alto coste debido entre otros factores a que las técnicas de fabricación que se utilizan son costosas", ha comentado. Por el contrario, la tecnología MEMS posibilita la producción a gran escala y la consiguiente reducción de costes.

Pruebas consolidadas
Se estima que un millón de españoles podrían beneficiarse del nuevo dispositivo, ya que más del 50 por ciento de las pérdidas auditivas son susceptibles de utilizar este tipo de tecnología. Los investigadores han realizado pruebas experimentales del dispositivo en algunos sujetos.

Según Urquiza, la idea ha sido colocar un prototipo del transductor en el mismo sitio donde se va a implantar en un futuro, en varios pacientes que estaban ya operados pero sin cadena de huesecillos, y la audición mejoraba significativamente en el experimento. Los detalles del dispositivo, su desarrollo y los resultados iniciales, publicados en varios artículos de la revista Acta Otolaryngologica, son satisfactorios.

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 saque al mercado.

Este novedoso proyecto multidisciplinar requiere la colaboración de ingenieros, médicos e informáticos y ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III, adscrito al Ministerio de Economía y Competitividad.

Mejoras en marcha
Con el prototipo diseñado, los investigadores trabajan en el desarrollo y mejora de los otros elementos que forman parte del implante, como la batería de carga del dispositivo o el software y elementos de comunicación inalámbrica entre la prótesis y el exterior, que permite programarla.

La fabricación estructurada en serie permite el diseño de distintos prototipos de transductor, lo que conduce a la obtención de prótesis a la carta, adaptadas e individualizadas a las necesidades auditivas de cada persona. Así, estas futuras prótesis pueden adaptarse al tipo de pérdida auditiva de cada paciente.

Las prótesis con microchips se adaptan a cada necesidad auditiva

Pasado y presente: Los investigadores han pasado de diseñar prótesis externas a prótesis implantables que sustituyen a partes del oído como huesecillos y tímpano.
Ventajas: El tamaño reducido de los nuevos dispositivos ha mejorado las posibilidades de implantación con respecto a los convencionales.
Financiación: Este proyecto multidisciplinar requiere la colaboración de ingenieros, médicos e informáticos y ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III, en Madrid.
Mejoras: Con el prototipo diseñado, los investigadores pretenden mejoras en elementos como la batería de carga o el 'software'.
Futuro: El modelo de prótesis se puede adaptar a las deficiencias acústicas individuales de cada paciente