محققان مؤسسه فناوری ماساچوست و دانشکده پزشکی هاروارد برای اولین بار از پیل طبیعی درون گوش برای تولید سمعک‌های بدون پیل استفاده کرده‌اند.
به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، درون گوش داخلی تمام پستانداران یک پیل طبیعی قرار دارد که محفظه پر از یون‌های برق‌ساز برای هدایت علائم عصبی است.
محققان اکنون نشان داده‌اند که از این پیل طبیعی می‌توان برای تامین نیروی دستگاههای الکترونیکی کاشتنی استفاده کرد.
این دستگاهها در اساس برای نظارت بر فعالیت زیستی درون گوش افراد دارای مشکلات شنیداری یا تعادلی ساخته شده‌اند اما در آینده می‌توان از آنها برای درمان نیز استفاده کرد.
این محققان الکترودها را در پیلهای زیستی درون گوش خوکچه هندی کاشته و آنها را به دستگاههای الکترونیکی با قدرت کم متصل کردند.
پس از کاشت این دستگاهها، خوکچه‌های هندی بطور طبیعی به آزمایشات شنیداری واکنش نشان داده و دستگاهها توانستند داده‌ها را در مورد شرایط شیمیایی درون گوش به یک گیرنده خارجی ارسال کنند.
گوش مانند دستگاه ضبط صوت، نیروی مکانیکی (لرزش‌های پرده گوش) را به یک علامت الکتریکی که مغز قادر به شناسایی آنهاست، تبدیل می‌کند.
پیل زیستی که منبع این جریان سیگنال بوده، در بخش حلزونی گوش قرار دارد. این پیل از یک محفظه برخوردار است که با غشای سلولی از هم جدا شده و عهده‌دار پمپاژ یون‌هاست.
با ترکیب عدم تعادل در میان یون‌های پتاسیم و سدیم در هر سوی این غشا با ترتیب خاص پمپها، یک ولتاژ الکتریکی ایجاد می‌شود.
این بخش از بالاترین میزان ولتاژ نسبت به سایر بخشهای بدن در خارج از سلولها برخوردار بوده اما میزان آن هنوز خیلی کم است و از این رو دستگاهها با این منبع تنها کسری از نیروی خود را بدست می‌آورند.
این درحالیست که اگر قرار بود جریان بیشتری منتقل شود، قابلیت گوش برای برقراری ارتباط با مغز دچار اختلال شده و افراد دارای این کاشتها ممکن بود بخشی از شنوایی خود را از دست بدهند.
محققان برای حذف این مشکل از یک تراشه ویژه کم قدرت استفاده کردند که به یک فرستنده کم نیروی رادیویی مجهز شده است.
حتی در این زمان برای اجرای مستقیم فرستنده با پیل زیستی درون گوش، تراشه با یک مدار تبدیل کم نیرو، سازگار شد.
این محققان الکترودها را در هر سوی غشای پیلهای زیستی درون گوش خوکچه‌های هندی کاشتند.
در آزمایشات این مهندسان، خود تراشه در بیرون بدن خوکچه‌ها قرار داشت اما در صورت استفاده در انسان،این تراشه بقدری کوچک بوده که می‌توان آن را در حفره گوش میانی قرار داد.
با وجود ساده‌سازی بسیار، مدار قدرت این فناوری هنوز به ولتاژ بالاتر از حد ارائه شده توسط گوش برای اجرا نیاز دارد. اگرچه این دستگاه می‌تواند اجرایی شود، اما برای اولین بار به کمک نیاز دارد.
محققان این مشکل را با یک انفجار امواج رادیویی حل کرده‌اند که قدرت اولیه برای آغاز به کار دستگاه را فراهم می‌کند.
این پژوهش در مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.
انتهای پیام
نظرات