Într-un efort revoluționar de a îmbunătăți tratamentele medicale pentru pierderea auzului și alte afecțiuni ale urechii interne, o echipă dedicată de medici și ingineri a colaborat timp de peste un deceniu pentru a dezvolta microace imprimate 3D inovatoare.
Această dispozitiv ultrafin și ultraascuțit promite să transforme medicina de precizie pentru urechea internă.
Creatorii acestor , chirurgul ORL Anil Lalwani și inginerul mecanic Jeffrey Kysar, de la Universitatea Columbia (SUA), consideră că invenția lor va schimba fundamental modul de administrare a terapiilor în zone anterior inaccesibile din cohlee, structura spiralată, plină cu lichid, responsabilă pentru auz. „Nu este o exagerare să spunem că microacele noastre ar putea deveni cheia medicinei de precizie pentru urechea internă”, a declarat Lalwani.
Această descoperire vine într-un moment critic, când terapia genetică ar putea reda auzul prin regenerarea celulelor deteriorate de zgomote puternice. Cu toate acestea, livrarea precisă și sigură a acestor terapii s-a dovedit a fi o provocare din cauza anatomiei complexe a cohleei.
Provocările accesării cohleei
Accesarea celulelor necesare presupune traversarea unei membrane delicate, de aproximativ 2 mm lățime, care se rupe adesea când se folosesc instrumente chirurgicale tradiționale. Ruptura acestei membrane poate duce la și probleme de echilibru.
Unul dintre obiectivele principale ale microacelor este de a permite introducerea tratamentelor în cohlee fără a deteriora această membrană fragilă. În plus, acul va facilita extragerea de lichid din cohlee, contribuind la diagnosticarea unor afecțiuni precum boala Meniere, care provoacă amețeli, greață și pierderea auzului. Analizarea acestui lichid ar putea îmbunătăți înțelegerea acestor afecțiuni și dezvoltarea unor tratamente mai eficiente, scrie Interesting Engineering.
Cum a apărut ideea pentru aceste microace imprimate 3D?
Parteneriatul dintre Lalwani și Kysar a început în mod surprinzător în urmă cu doisprezece ani, prin intermediul unor cercetători postdoctorali care au văzut potențialul colaborării. Inițial, Kysar a fost surprins să afle despre dificultățile accesării urechii interne. „Îmi imaginam că medicii pot ajunge oriunde în corpul uman”, a recunoscut el. Cu toate acestea, urechea internă rămânea un teritoriu în mare parte neexplorat, oferind o oportunitate unică pentru inovație inginerească.
Intrigat de provocările ingineriei implicate, Kysar s-a dedicat cercetării, descoperind puține lucrări care să abordeze complexitatea membranei cohleei. Acest gol în cunoaștere i-a alimentat și mai mult interesul pentru dezvoltarea unei soluții.
Echipa a conceptualizat membrana cohleei ca o prelată întinsă: dacă un orificiu este prea mare, membrana se rupe, dar dacă orificiul este suficient de mic, rămâne stabilă. Scopul a fost de a crea un ac mai subțire decât dimensiunea critică a membranei, comparabil ca grosime cu un fir de păr uman.
Pentru a realiza acest lucru, Lalwani și Kysar au utilizat tehnici avansate de fabricație, precum fotolitografia cu doi fotoni, o metodă de imprimare 3D capabilă să producă structuri de rezoluție extrem de fină. Această tehnologie le permite să creeze ace mai ascuțite decât cele medicale existente, suficient de rezistente pentru utilizarea practică.
Cât de eficiente sunt aceste microace imprimate 3D?
Prin teste extinse, echipa a confirmat că microacele lor funcționează impecabil. Oamenii de știință au efectuat numeroase intervenții chirurgicale pe animale fără a observa efecte negative sau pierderi de auz. Acul produce o puncție care nu depășește diametrul său, iar membrana se vindecă în aproximativ două zile.
Pe măsură ce își perfecționează designul, Lalwani și Kysar sunt optimiști cu privire la potențialul microacelor. Ei anticipează că această tehnologie va transforma tratamentele pentru afecțiunile urechii interne și va deschide calea pentru noi abordări terapeutice în audiologie.
Cu progrese continue în tehnologia medicală și cu un accent pe intervenții precise, viitorul restaurării auzului și al interne pare promițător.