Màng nhĩ là một màng mỏng ngăn cách tai ngoài và tai giữa, hình elip, bán trong suốt và hơi lõm vào trong, được cấu tạo bởi mô tương tự da. Màng nhĩ cao khoảng 9mm, rộng khoảng 8mm và dày khoảng 0,1mm.

Màng nhĩ rung động để phản ứng với sóng âm thanh và chuyển đổi thành tín hiệu điện mà não có thể giải thích. Tuy nhiên, màng nhĩ không thể thực hiện được công việc đó nếu bị các vật lạ như đầu bông chọc thủng, hoặc bị thương do tiếng ồn quá lớn. Thậm chí, ở tình trạng đó, virus cũng như vi khuẩn có thể xâm nhập vào tai và gây nhiễm trùng nghiêm trọng.

Hiện tại, phương pháp điều trị tốt nhất là phẫu thuật tạo hình vành tai. Phương pháp này sửa chữa lỗ thủng bằng cách sử dụng mô ghép của chính bệnh nhân. Tuy nhiên, phương pháp không thể giúp màng nhĩ hoạt động như bình thường. Ngoài ra, quy trình này yêu cầu rạch sau tai và thường có thể thất bại.

Và để giải quyết vấn đề trên, các nhà khoa học tại được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Wyss của Harvard, Harvard SEAS và Mass Eye and Ear trường Đại học Harvard đã sáng chế ra PhonoGraft sau 6 năm nghiên cứu và thử nghiệm.

Các nhà nghiên cứu tại Harvard và MEE đã phát triển một loại mực từ polymer tổng hợp cho phép in 3D cấu trúc PhonoGraft đàn hồi phù hợp với cấu trúc tròn và xuyên tâm của màng nhĩ để cho phép truyền âm thanh hiệu quả và khả năng phân hủy sinh học ở tốc độ thuận lợi để giảm nguy cơ nhiễm vi khuẩn.

Cấu trúc in 3D của nó bắt chước cấu trúc của màng nhĩ bình thường và kích thích hiệu quả các đặc tính tự phục hồi của mô, như đã được chứng minh trong thử nghiệm trên động vật. 

PhonoGraft được thiết kế để giải quyết những vấn đề đó. Bộ phận cấy ghép mô phỏng hình dạng phức tạp của màng nhĩ tự nhiên, có hoa văn “nan hoa” giống như bánh xe đạp và nó được làm bằng mực gốc polyme tổng hợp được phát triển đặc biệt để in 3D. Bản thân thiết bị cấy ghép không chỉ có tác dụng phục hồi thính giác mà còn cung cấp giá đỡ để các tế bào của chính người nhận tái tạo. Các thử nghiệm ở chinchillas, loài có cấu trúc giải phẫu tai và phạm vi thính giác tương tự như con người, đã được chứng minh là đầy hứa hẹn.

Aaron Remenschneider, một nhà nghiên cứu của dự án cho biết: “Ba tháng sau khi cấy ghép tối ưu hóa của chúng tôi vào tai của chinchilla, chúng tôi đã có một khoảnh khắc tuyệt vời thực sự”. 

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết, các bài kiểm tra thính giác cho thấy khả năng dẫn truyền âm thanh được khôi phục hoàn toàn, đây là một trở ngại lớn.

Các hình ảnh thông qua ống nội soi cũng cho thấy mảnh ghép PhonoGraft dần được thay thế bằng mô mới - một màng nhĩ được tái tạo đẹp mắt với hoa văn hình tròn xuyên tâm của nó.

Đặc biệt, thiết bị PhonoGraft được đưa vào thông qua ống tai bằng quy trình nội soi không xâm lấn, trong khi hiện nay, các phương pháp phẫu thuật đều cần phải rạch một đường sau tai khiến người bệnh phải chịu cảm giác đau và nguy cơ viêm cao hơn.

Thiết bị in 3D bắt chước mô hình tròn và xuyên tâm của các sợi collagen của màng nhĩ nguyên bản, đồng thời khớp với các đặc tính cơ học và âm học của nó. Sau khi được lắp đặt, nó sẽ bắt đầu tái tạo mô màng nhĩ tự nhiên

Hiện, PhonoGraft đã chính thức tiến hành thương mại hóa và mở ra con đường điều trị tổn thương màng nhĩ hiệu quả, kinh tế cho bệnh nhân trên khắp thế giới thông qua công ty khởi nghiệp có tên Beacon Bio.

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để có được giấy phép của FDA để đưa PhonoGraft đến với bệnh nhân. Các thiết bị cấy ghép tương tự khác cũng đang được tiến hành, chẳng hạn như ClearDrum ở Úc.

An An