Innenohrmikrowandler zur Anregung der Perilymphe bei Schwerhörigkeit

Das Ziel des DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) - Projektes ist die Entwicklung eines Mikrosystems, welches als implantierbares Hörgerät der Verbesserung des Hörvermögens dient. Hierfür soll ein elektromagnetischer Mikrowandler über die Rundfenstermembran die Perilymphe der Cochlea mittels eines Stößels anregen. Das Einsatzgebiet zielt auf mittlere Innenohrschwerhörigkeit, Schallleitungsschwerhörigkeit und kombinierte Schwerhörigkeit ab. Das gesamte Projekt umfasst zwei Antragszeiträume. Im ersten Antragszeitraum des Fördervorhabens sind dabei grundlegende Arbeiten zur Geometrie des Mikrowandlers, dessen Auslegung mittels Simulationen und Felsenbeinstudien erfolgt und Fertigungstechnologien sowie Prozessparameter festgelegt worden. Die maximalen Abmessungen des Systems werden durch den verfügbaren Raum an der Rundfenstermembran bestimmt und wurden durch eine Parameterstudie unter Verwendung von Dummybauteilen bestimmt, wobei diese Dummybauteile in humane Felsenbeine platziert wurden (siehe Abb. 1).

Im Bereich der Simulationen wurden mechanische, elektromagnetische sowie thermische Simulationen durchgeführt und aus den Ergebnissen eine Geometrie abgeleitet. Das Gesamtsystem besteht aus einem oberen und einem unteren Teil, welche miteinander zu verbinden sind. Der obere Teil des Systems beinhaltet das mechanische System, welches aus einem Boss sowie einem Stößel aus Silizium besteht und eine Membran aus Si3N4 sowie den elektromagnetischen Rückschluss beinhaltet. Das elektromagnetische System ist im unteren Teil angesiedelt und besteht aus eine zweilagigen Kupferspule sowie Flussführungen aus NiFe45/55. Das System im Querschnitt ist in Abb. 2 und Abb. 3 sowie eine Gesamtansicht in Abb. 4 dargestellt.

Das Hauptaugenmerk im zweiten Antragszeitraum liegt auf der Fertigung und Charakterisierung funktionstüchtiger Mikrowandler, der Implantation in und Belastungsuntersuchungen dieser an humanen Felsenbeinen sowie Langzeitstudien am Tiermodell (Katze). Nach Charakterisierung der Wandlereigenschaften mittels eines zu entwickelnden Testverfahrens sollen das Design der Mikrowandler optimiert und eine Fertigung der optimierten Mikrowandler durchgeführt  werden. Hierbei werden die erzielten Erkenntnisse aus den experimentellen Untersuchungen hinsichtlich Physiologie und Biokompatibilität bei der Verbesserung des Wandlers der ersten Generation einfließen.

Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover.