Травмы барабанной перепонки порой чреваты нарушением её целостности: это состояние сопровождается острой болью и снижением слуха. Для устранения подобных дефектов, как правило, требуется хирургическое вмешательство, которое не всегда позволяет восстановить функционал повреждённых структур. Команда учёных из Института биоинженерии Уайсса при Гарвардском университете представила миру напечатанный на 3D-принтере имплантат PhonoGraft, который способствует естественному восстановлению тканей травмированной перепонки.

Барабанная перепонка – это тонкая округлая мембрана, которая вибрирует под влиянием звуковых колебаний и преобразует их в электрический сигнал, доступный для расшифровки соответствующими мозговыми структурами. Кроме того, она выполняет защитную функцию, предупреждая попадание во внутреннее ухо инородных тел и патогенов. В зависимости от степени повреждения, барабанные перепонки полностью или частично перестают выполнять свои функции. В настоящее время наиболее перспективным методом лечения перфораций барабанных перепонок является тимпанопластика, в ходе которой повреждение закрывают лоскутом собственных тканей пациента. К сожалению, исход подобных хирургических вмешательств не всегда оказывается благоприятным. Прежде всего «заплатка» неспособна проводить звуковые волны настолько же эффективно, насколько это делает здоровая перепонка. Кроме того, порой трансплантат не приживается, и возникает необходимость повторной операции.

 Учёные из Института биоинженерии Уайсса разработали искусственный имплантат PhonoGraft, который производится из чернил на основе синтетических полимеров при помощи 3D-принтера. Разработанная ими система подачи чернил позволяет печатать эластичные конструкции, которые повторяют структуру барабанной перепонки с радиальными волокнами, напоминающими спицы велосипедного колеса. Благодаря этому PhonoGraft имитирует звукопроводимость здоровой мембраны. Более того, этот имплантат не просто возвращает пациенту слух, но и становится своего рода «строительными лесами» для регенерации собственных тканей реципиента. К слову, установка искусственной мембраны производится непосредственно через наружный слуховой проход, а удалять её и вовсе не нужно: PhonoGraft относится к условно программируемым биодеградируемым имплантатам, которые полностью рассасываются спустя заданное время.

Исследователи провели испытание имплантата PhonoGraft на шиншиллах, анатомия ушей и диапазон слуха которых близки к человеческим. По словам Аарон Ременшнайдера, спустя примерно 3 месяца аудиометрия показала полное восстановление слуха животного. Более того, в ходе эндоскопического исследования слухового прохода учёные увидели «призрак» имплантата, который заменили новые здоровые ткани. Для реализации своего изобретения на рынке Институт биоинженерии Уайсса зарегистрировал собственный стартап Beacon Bio. Недавно его приобрела компания Desktop Health, которая специализируется на разработке 3D-печатных изделий для отрасли здравоохранения. В настоящее время учёные работают над получением разрешения от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для использования имплантата PhonoGraft на людях.