Idealnie dopasowany implant ślimakowy
CI umożliwiają dzieciom i dorosłym z zaburzeniami słyszenia oraz rozumienia mowy diametralną poprawę jakości życia. Jednakże niska swoistość stymulacji neuronów skutkuje nieoptymalną jakością dźwięku oraz dużym zużyciem energii. Ponadto zależność CI od ładowania baterii stanowi dodatkowe wyzwanie dla urządzeń do trwałego wszczepienia. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu NANOCI (Nanotechnology based cochlear implant with gapless interface to auditory neurons) pracowali nad stworzeniem neuronu bezszczelinowego: połączenia elektrodowego dla CI. W pilotażowym badaniu in vitro uzyskano profile odpowiedzi mysich i ludzkich neuronów słuchowych na macierzach wieloelektrodowych. Przez modyfikację parametrów bodźca w pozycji bezszczelinowej macierzy, uzyskano czterokrotne zmniejszenie energii potrzebnej do uzyskania odpowiedzi. Badanie przesiewowe biomimetycznych analogów czynników wzrostu, mających pobudzać wzrost aksonów, wyłoniło trzech obiecujących kandydatów. Co najważniejsze, zidentyfikowano wiodącą strukturę małych peptydów naśladujących glejopochodny czynnik neurotroficzny (BDNF). To odkrycie jest gotowe do opatentowania. Funkcjonalizowana żelowa macierz NANOCI zawierająca epitopy lamininowe została z powodzeniem zastosowana in vivo. W celu pokrycia macierzy elektrod, stworzono nowe nanocząsteczki o działaniu przeciwbakteryjnym i o zmniejszonej toksyczności. Stworzono przewodzące, hybrydowe fazy polimer-nanomateriał do modyfikacji funkcjonalnych, celem optymalizacji przewodności elektrody, zmniejszenia oporności i polepszenia sprzężenia neuron-elektroda w przypadku połączenia bezszczelinowego. Stworzono przeznaczoną dla zwierząt elektrodę NANOCI do wieloelementowych badań in vivo. Zbadano metody dozowania i wizualizacji uwalniania czynnika wzrostu/neurotrofiny z powierzchni elektrody oraz technologie dozowania. Zoptymalizowano również analizator lokalizacji elektrod w przypadku zwierzęcego i ludzkiego ucha wewnętrznego. Model in vitro opracowany w projekcie NANOCI umożliwił szczegółowe badanie reakcji neuronów słuchowych. Naukowcy mogą obecnie projektować optymalne wzorce stymulacji dopasowane do połączenia bezszczelinowego. Ponadto stworzono gotowy do opatentowania optyczny czujnik sygnałów zwrotnych i przetestowano w ludzkich kościach skroniowych pod kątem monitorowania siły potrzebnej do umieszczenia macierzy elektrod, aby zminimalizować uraz tym wywołany. Włączenie zmniejszenia energii uzyskanej w ramach projektu NANOCI do modelu klinicznego może być przełożone na urządzenie CI do trwałego wszczepiania. Sprawienie, że utrata słuchu będzie niezauważalna, psychologicznie wzmocni osoby z upośledzonym słuchem. Ponadto ulepszone połączenie oferuje większe możliwości poprawy jakości dźwięku poprzez nowe strategie kodowania.
Słowa kluczowe
Implant ślimakowy, glejopochodny czynnik neurotroficzny, laminina, połączenie bezszczelinowe, urządzenie do trwałego wszczepienia