Ученые из США могут усилить человеческий слух с помощью бионического уха

Учёные Принстонского университета, исследуя человеческий слух, нашли способ использования печатающих устройства для создания человеческого уха, «слышащего» даже обычно недоступные человеческому восприятию радиочастоты. Основной задачей было объединить электронику и живую ткань. С этой целью учёные использовали 3D—печать перемежающихся в клеточной культуре клеток и наночастиц для создания катушечной антенны с хрящом. Всё это вместе взятое и было названо бионическим ухом, способным восстановить человеческий слух.

Обычно на поверхности раздела между электронным и биологическим материалом возникают проблемы механического и теплового свойства. Поэтому новизна идеи заключалась в решении строить биологическую ткань и электронику синергетически – кооперативно, переплетая их в трёхмерном формате.

Тканевая инженерия в стандартном варианте предполагает посев некоторых типов клеток, например, таких как клетки ушного хряща, на слой полимера под названием гидрогель. Правда, учёные заранее считали, что воспроизвести трёхмерные биологические структуры достаточно сложно. Тем более что в пластической хирургии реконструкция уха является одной их сложнейших проблем. В поисках решения учёные обратились к 3D—печати. Этот метод позволяет конструировать объект, строя его из последовательных слоёв.

Принтер, создавая конечный продукт, наносит различные материалы послойно, переходя от полимера к клеткам. Впервые такая методика была использована для конструирования чередования антенной электроники и органической ткани с тем, чтобы создать такой топологически сложный объект, как ухо. Материалом для 3D—принтера послужили матрица гидрогеля и нанесённые на неё клетки телёнка с внедрёнными в них наночастицами серебра, образовавшими антенну. Позднее из клеток телёнка образовался хрящ.

В окончательном варианте ухо содержит спиральную антенну, размещённую внутри ткани хряща. Две проволочки, соединенные с электродами, ведут от основания уха и наматываются вокруг спирали ушной улитки – это та часть уха, которая чувствительна к звуку. И хотя испытания на пациентах ещё впереди, учёные уверены, что их устройство позволит восстановить человеческий слух и улучшить его. Генерируемые ухом электрические сигналы поступают на нервные окончания пациента, по аналогии со слуховым аппаратом. Электрическая система настроена на радиоволны. Правда, вскоре учёные планируют применить чувствительные к давлению электронные сенсоры для того, чтобы ухо улавливало привычные человеку акустические колебания – звуки

globalscience.ru