上海交大等《AHM》封面：石墨烯基薄膜嫁接穿孔鼓膜恢复宽频听力！

成果简介

鼓膜穿孔是最常见的致聋病因之一，目前手术修补只能部分恢复4kHz及以下频率的听力，而对噪声环境下声音定位和语音感知等方面起重要作用的更高频听力修复困难。本文,上海交通大学医学院附属第六人民医院耳鼻咽喉头颈外科殷善开教授课题组与墨尔本大学李丹教授课题组合作在《Advanced healthcare materials》期刊发表名为“Interfacing perforated eardrums with graphene-based membranes for broadband hearing recovery”的论文，研究在鼓膜功能性修复方面取得新进展。

通过人类中耳有限元模型（FEM）明确了决定鼓膜高频声学传导的主要机械因素（超薄、超轻、超高模量及高可弯曲性），并在此基础上设计构建出厚度及模量可控的超薄石墨烯补片（MGM）。MGM具有良好的生物相容性、长期生物稳定性以及类似鼓膜的宽频振动响应特性，植入大鼠鼓膜穿孔处后可即刻恢复宽频听力，薄层新生上皮和纤维组织逐渐包裹MGM修复鼓膜，达到长期稳定的听觉效果。该团队进一步利用FEM阐明了MGM优越的高模量特性和薄层修复鼓膜有助于提高鼓膜固有频率，从而优化高频传导的物理机制。该研究将为鼓膜穿孔的功能性修复提供新方向。

图文导读

图1、MGM合并策略用于穿孔鼓膜声学功能恢复的示意图。

图2、MGM 材料的力学性能及声学性能评价

图3、MGM合并耳膜的组织学和功能评价

图4、MGM 结合耳鼓固有振动频率的有限元分析

小结

综上所述，已经研究了耳膜破孔与米高梅接口的潜力，以恢复耳膜的宽带声音传输功能。该生物相容性对促进鼓膜细胞增殖和粘附有良好的作用。当作为鼓膜移植物使用时，MGM 引导其两侧薄而规则的鼓膜组织再生以封闭穿孔，没有明显的组织排斥和炎症反应的迹象。由于其高弹性模量和低厚度，增加了 MGM 重建耳膜的固有频率，有利于高频声传播。

本方法不同于传统鼓膜成形术和以前的基于支架的生物工程学鼓膜修复，其中移植物在穿孔闭合期间被吸附、降解或分离。相反，MGM 移植物被稳定地保存在再生的耳膜内，使得石墨烯独特的声音传输特性能够在低频和高频带来前所未有的听力恢复性能。许多鼓膜修复研究的重点是重建听力恢复的复杂鼓膜结构。我们的工作提出了另一种方法，通过设计具有特定机械性能的合成移植物来优化耳膜破孔的声学功能恢复。目前正在计划进一步研究在不同的鼓膜损伤模型中 MGM 结合的鼓膜修复的性能，以便将来临床应用。

文献：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202201471。