为优化耳管和其他植入式流体传输设备创建蓝图

中耳感染是鼓膜后面充满空气的空间，其中包含微小的振动听骨，每年影响全球 7 亿多人。儿童特别容易发生耳部感染，其中 40% 的儿童会出现反复或慢性感染，这可能导致听力受损、言语和语言延迟、鼓膜穿孔甚至危及生命的脑膜炎等并发症。

作为一种治疗方法，医生可能会通过外科手术将称为“鼓膜穿刺管”(TT) 的耳管插入耳膜，从而在耳道和中耳之间形成一个开口。理想情况下，这些导管可使中耳通气，提供液体排出的途径，并允许抗素滴剂到达引起感染的细菌。但实际上，这些由塑料或金属制成的小型空心圆柱形装置的功能远非完美。

细菌可以铺设生物膜，局部组织可以在它们的表面生长，这会阻塞 TT 的内腔并导致它们挤出。此外，在耳道中使用的抗生素滴耳剂可能无法再到达感染部位。这些并发症会带来风险并导致需要频繁进行置换手术，从而给医疗保健系统带来巨大的经济成本。

重要的是，影响 TT 的问题也困扰着其他流体输送“植入式医疗导管”(IMC)，例如导管、分流器和各种用于大脑、肝脏、眼睛和其他高压屏障阻止的器官的小管流体流过导管。在寻求更高级设备的过程中，生物医学工程师面临的根本挑战源于这样一种冲突，即减小 IMC 设备的尺寸和侵入性是以增加它们被阻塞和发生故障的风险为代价的。

现在，哈佛大学 Wyss 生物启发工程研究所、哈佛大学约翰 A 保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 和波士顿马萨诸塞州眼耳科学院 (MEE) 的多学科研究合作提供了完整的设计检修通过制定解决这一挑战的广泛适用的战略，为 IMC 提供支持。他们的方法使 IMC 能够在毫米级进行可预测且有效的单向和双向流体传输，从而抵抗各种污染。