Künstliche Stimmbänder helfen dabei, die Stimme wiederherzustellen

Eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler hat eine innovative Technologie entwickelt, mit der Sie künstliche Stimmbänder herstellen können. Ärzten zufolge soll die neue Erfindung sowohl Patienten mit Kehlkopfkrebs als auch professionellen Darstellern, die Probleme mit der Stimme haben, helfen.

Die Autoren der Entwicklung sind eine Gruppe von Spezialisten des Massachusetts Institute of Technology und ein Chirurg der Harvard University School of Medicine - Stephen Zeytels. Die erste beschäftigte sich mit der Suche und Erstellung eines geeigneten Materials für die Herstellung von Implantaten; Stephen Zeytels ist der Autor der Methode zur Implantation von Neo-Verbindungen.

Dr. Zeytels ist einer der bekanntesten Experten auf dem Gebiet der chirurgischen Stimmwiederherstellung: Viele Weltmusikstars haben sich wiederholt an seine Hilfe gewandt (Lionel Richie, Cher, Steven Tyler usw.). Es waren die Starpatienten, die die Gründung des „Institute of Voice Health“ finanzierten, das an der Entwicklung der Technologie zur Erzeugung künstlicher Stimmbänder beteiligt ist.

Künstliche Stimmbänder sind Gelimplantate mit hoher Elastizität. Vorläufige Experimente haben gezeigt, dass künstliche Stimmbänder nicht schlechter als ihre natürlichen Pendants vibrieren können und volle Atmungs- und Phonationsfunktion bieten. Nach vorläufigen Daten sollten die klinischen Versuche mit Implantaten 2013 bei Patienten beginnen, die infolge von Kehlkopfkrebs ihre Stimme verloren haben.

Künstliche Stimmbänder

Ein Chirurg an der Harvard University School of Medicine, S. Zeytels, sowie eine Gruppe von Spezialisten am Massachusetts Institute of Technology unter der Leitung von Robert Langer haben eine Technologie zur Herstellung künstlicher Stimmbänder entwickelt.

Sie sind Implantate aus Gel, das eine hohe Elastizität aufweist. Experimente haben gezeigt, dass solche Produkte ebenso wie ihre natürlichen Pendants vibrieren können. Die Entwickler gehen davon aus, dass sie im Jahr 2013 klinische Versuche mit Implantaten beginnen werden, an denen vor allem krebskranke Patienten teilnehmen. Zeytels ist eine der weltweit renommiertesten chirurgischen Techniken für die Stimmwiederherstellung. Viele Weltstars haben sich dafür beworben. Es waren diese Patienten, die die Gründung des "Institute of Voice Health" in den USA finanzierten, das die Schaffung künstlicher Stimmfalten unterstützte. Zeytels glaubt, dass die entwickelte Technologie in der Zukunft nicht nur für die medizinische Versorgung von Onkologiepatienten verwendet wird, sondern auch für die Wiederherstellung der Stimme von professionellen Sängern, die aufgrund jahrelanger Bühnenperformance heiser geworden sind.

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Wissenschaftler haben künstliche Stimmbänder gewachsen

Inspektion des Kehlkopfes aus dem 1866 erschienenen Buch "Die chronischen Kehlkopf-Krankheiten mit spezieller Rücksicht auf laryngoskopische Diagnostik und lokale Therapie"

Fotografie: Tobold, Adelbert, 1827-1907

Forschern der University of Wisconsin-Madison gelang es, Stimmbänder zu züchten, die Ton erzeugen können. Sie können dazu beitragen, die Stimme von Personen wiederherzustellen, die sie aufgrund einer Beschädigung der Stimmbänder verloren haben. Eine in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlichte Studie.

Die menschliche Stimme wird wie die Stimmen anderer Tiere hauptsächlich durch die Vibration zweier Stimmbänder erzeugt. Jeder von ihnen besteht aus einem Band mit einem Muskel, der mit einer Schleimhaut bedeckt ist. Die Struktur der Stimmbänder ist so gestaltet, dass beide elastisch genug sind, um zu vibrieren, und stark genug sind, um Hunderte von Verschlüssen pro Sekunde zu überstehen.

Um so etwas wachsen zu lassen, isolierten die Wissenschaftler Zellen aus der Schleimhaut der Stimmbänder eines toten Spenders und vier Patienten, deren Larynx aus medizinischen Gründen entfernt wurde. Zellen wurden in einem dreidimensionalen Kollagengerüst gezüchtet. Zwei Wochen später bildeten sie ein Gewebe mit einer flexiblen, aber dauerhaften Bindegewebsschicht von unten und einer Epithelschicht von oben. Eine Proteomanalyse zeigte, dass der von diesen Zellen synthetisierte Satz von Proteinen in vielerlei Hinsicht mit dem Satz gewöhnlicher Zellen der Stimmbänder übereinstimmt.

Um zu testen, ob gewachsene Stimmbänder Klänge erzeugen, verwendeten Wissenschaftler geschnitzte Larynx-Hunde, die dem Menschen sehr ähnlich sind. Künstliche Luftröhren waren mit den Kehlkopfnerven verbunden, durch die warme, feuchte Luft strömte. Die Stimmbänder machten ein Geräusch, und bei Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zeigten sie, dass sie wie echte vibrieren. Natürlich war der Klang der menschlichen Stimme nicht sehr ähnlich, da die resonierenden Strukturen von Pharynx, Mund und Nase nicht vorhanden waren, aber es war derselbe wie der Klang eines normalen Larynx unter ähnlichen Bedingungen.

Kehlkopf mit normalen (oberen) und künstlichen (unteren) Stimmbändern.

Fotografie: Nathan Welham, Universität von Wisconsin-Madison

Die Gelenke sind normal

Prävention und Behandlung von Erkrankungen der Gelenke

Wissenschaftler haben künstliche Stimmbänder geschaffen

Ein Forschungsteam der University of Wisconsin-Madison, USA, erklärte, dass es möglich sei, unter Laborbedingungen wirklich funktionierende künstliche Stimmbänder herzustellen, was bis heute als unmöglich angesehen wurde.

Diese Entdeckung kann eine Transplantation für Millionen von Menschen ermöglichen, nicht nur bei Stimmstörungen, sondern auch für diejenigen, die sie ändern möchten.

Wie Sie wissen, sind die Stimmbänder zwei flexible Muskelbänder, die als Reaktion auf Energie aus dem Luftstrom in Resonanz treten. Die Stimmbänder erzeugen Schallwellen, die 100 bis 200 Mal pro Sekunde und bis zu 1000 Mal pro Sekunde für eine Sopranstimme schwingen, was hohe, schrille Töne erzeugt. Manche Menschen können jedoch nicht einmal 100 Vibrationen pro Sekunde erzeugen.

"Die Stimme ist eine faszinierende Sache, der wir nicht viel Aufmerksamkeit schenken, bis etwas schief geht", erklärt Nathan Welham, Professor für Chirurgie an der University of Wisconsin. Weltweit leiden mehrere Dutzend Millionen Menschen an Funktionsstörungen der Stimmbänder. Verletzungen, Verletzungen, Operationen oder Krebs... Es gibt viele Gründe, aber es gibt keine wirksame Behandlung.

Tatsächliche Stimmbänder, die im Labor erstellt wurden

Forscher der University of Wisconsin-Madison, angeführt von Nathan Velham, veröffentlichten einen Bericht, in dem es den Wissenschaftlern gelang, das Unmögliche zu schaffen, und sie konnten künstliche Stimmbänder im Labor anbauen, die erfolgreich in Nagetiere mit verändertem Immunsystem transplantiert wurden.

Der Kultivierungsprozess dauerte zwei Wochen. Danach verbrachten die Bänder drei Monate im Körper von Mäusen. Anschließend gelang es den Wissenschaftlern, durch das Transplantieren dieser Bänder zu toten Hunden Vibrationen und Geräusche zu erzeugen. Bei der Erprobung im Labor zeigten die neuen Bioingenieur-Stimmbänder nicht nur Vibrationen, sondern auch einen relativ natürlichen Klang.

Künstliche Stimmbänder, feucht und elastisch wie natürlich

Künstliche Stimmbänder wurden auf der Grundlage menschlicher Fibroblasten und Epithelzellen entwickelt, die für eine gute Gewebefestigkeit erforderlich sind. Ausgewählte und gereinigte Zellen wurden auf einer dreidimensionalen Kollagenbasis aufgebracht. "Gut entwickelte Gewebe haben das Aussehen natürlicher Stimmbänder, feucht und elastisch", beschreibt Nathan Velham das Ergebnis.

Die Forschung steht erst am Anfang, aber ein wissenschaftlicher Durchbruch ist vielversprechend. "Bislang werden die Stimmbänder als ein heikles und komplexes System für die Replikation betrachtet", sagte Nathan Welham.

Vesti.ru

Künstliche Organe und Gewebe vor 17 Stunden

Nachrichten aus der Wissenschaft

Künstliche Stimmbänder wurden zuerst im Labor gezüchtet

Ärzte aus den Vereinigten Staaten haben künstliche Stimmbänder entwickelt, die eines Tages Menschen mit Problemen mit dem Stimmapparat helfen können
(Foto Sciepro / Science Photo Library).

Die Leute reden, indem sie den Luftstrom durch die Stimmbänder im Kehlkopf verändern. Bänder - zwei flexible Muskeln, die mit einer dünnen Schleimhaut bedeckt sind - schwingen als Reaktion auf die Luftströmung. Die Stimmbänder erzeugen Schallwellen, die etwa 100 bis 200 Mal pro Sekunde gegeneinander schwingen (diese Zahl kann bis zu tausend Mal pro Sekunde betragen, wenn zum Beispiel eine Sopranistin eine hohe Note schlägt).

Manche Leute können jedoch keine Sounds erzeugen. Experten schätzen, dass allein in den Vereinigten Staaten etwa 20 Millionen Menschen unter vorübergehenden oder dauerhaften Stimmverlust leiden. Probleme dauerhafter Natur werden in der Regel durch Operation oder Bestrahlung verursacht, mit deren Hilfe sich Ärzte mit Tumoren befasst haben.

"Es ist unmöglich einzuschätzen, wie negativ Stimmprobleme das Leben dieser Menschen beeinträchtigen", sagte der Chirurg Nathan Welham von der School of Medicine und Public Health der University of Wisconsin in Madison, der die Arbeit kommentierte. Einige Verfahren, wie etwa Collagen-Injektionen, können dies tun Fügen Sie den Stimmbändern mehr Volumen hinzu, was die Vibrationen erleichtert. Einige anatomische Merkmale sind jetzt jedoch nicht mehr korrigierbar. "

Das Welham-Team entwickelte im Labor technische Gewebe mit zwei Haupttypen von Zellen, die die Bänder bilden, Bindefibroblasten und epithelialen, also oberflächlichen, Zellen. Die Gruppe sammelte Epithelzellen und Fibroblasten aus menschlichen Organismen - einen Toten und vier Lebende, die während der Operationen ihre Larynxkomponenten verloren.

Dann platzierten die Forscher zwei Arten von Zellen in einer dreidimensionalen Kollagenmatrix, die die Bedingungen des Körpers nachahmt. Innerhalb von zwei Wochen bildeten die Zellen eine komplexere Struktur, die schnell den natürlichen Stimmbändern ähnelte.

Späteres experimentelles Gewebe getestet. Sie wurden in den Kehlkopf von fünf toten Hunden eingeführt. Dann schickten sie einen heißen Luftstrom durch die Plastik-Luftröhre. Implantate vibrierten und erzeugten den Klang fast genauso gut wie echte Stimmbänder. Wenn künstliche Bänder in Mäuse platziert wurden, die so modifiziert waren, dass sie ein dem Menschen ähnliches Immunsystem hatten, wurde ihr Biotechnologie-Material von ihren Körpern nicht abgestoßen. Der Test wurde drei Monate lang durchgeführt.

Heutzutage wird die Transplantation ganzer Stimmbänder von Spendern praktiziert, aber Forscher aus den USA behaupten, dass ihre Methode eine Reihe von Vorteilen hat. Sie können z. B. ein Organ jeder Größe (für ein Kind oder einen Erwachsenen) erstellen, und Gewebe kann vorab gezüchtet und zur späteren Verwendung aufbewahrt werden.

Im Verlauf der Studie gelang es den Wissenschaftlern, aus nur fünf anfänglichen Gewebesätzen fast 170 Stimmbänder verschiedener Größe zu erstellen.

In der Zukunft haben Wissenschaftler noch viel Arbeit. Insbesondere müssen sie technische Gewebe in die Stimmbänder lebender Tiere legen und deren Funktionsweise überprüfen. Dann muss dasselbe in klinischen Studien am Menschen durchgeführt werden.

Ein wissenschaftlicher Artikel von Experten aus Wisconsin wurde in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.

Künstliche Stimmbänder

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Hammer auf Yaykov, hier ist eine Mädchenstimme für dich)

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Ich erinnere mich an die bärtige Anekdote:

Die Ziege geht für Milch und sagt den Kindern: "Öffne die Tür für niemanden, das Passwort wird sein - ich Ziege lutsche am Nippel" und ging. Und der Wolf hat alles mitgehört, kommt zur Tür, klopft und sagt: "Ich bin eine Ziege, saugen Nippel", und die Kinder antworten: "Saugen Sie unserem Schwanz das Auge!"

Künstliche Stimmbänder

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Erste künstliche Stimmbänder getestet

In den Vereinigten Staaten wurde Gewebe der Stimmbänder außerhalb des Körpers gezüchtet. Eine Reihe von Tests, die an Tieren durchgeführt wurden, zeigte die Fähigkeit von künstlichen Bändern, an der Ausbreitung von Schallschwingungen teilzunehmen, und deren mögliche immunologische Kompatibilität.

Krankheiten, die mit einer partiellen oder vollständigen Dysfunktion der Stimmbänder verbunden sind, sind in der modernen Welt sehr häufig. Laut amerikanischen Ärzten leiden mindestens 20 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten an diesen Krankheiten. Es ist jedoch äußerst schwierig, solche Gewebe durch künstliche Materialien zu ersetzen: Zum einen müssen die Bänder flexibel genug sein, um unter der Einwirkung von Luftströmungen, die vom Körper kommen, zu schwingen, zum anderen sind sie stark genug, um zehntausende Stunden solcher Arbeit zu überstehen.

Nathan Welham benutzte zusammen mit Kollegen von der University of Wisconsin-Madison Zellen aus den Stimmbändern von Patienten, die sie kürzlich nach Indikationen entfernt hatten, sowie Zellen von kürzlich verstorbenen Personen. Als Ergebnis erhielten die Forscher eine Anzahl von Proben und begannen dann, daraus Gewebe zu züchten. Die Zellen wurden auf speziellen dreidimensionalen Gerüsten gezüchtet, die mit Kollagenen hergestellt wurden - Proteine, die die Zusammensetzung des Bindegewebes des Körpers dominieren und dessen Festigkeit und Elastizität sicherstellen.

Nach zwei Wochen außerhalb des Körpers wuchsen die Zellen der Stimmbänder so stark, dass sie sich differenzierten. Dabei wurde die obere Schicht der Epithelzellen und die untere, formbarer und elastischer, unterschieden. Die Analyse von Proteinen aus verschiedenen Teilen des gewachsenen Gewebes zeigte, dass sie in ihrer Zusammensetzung denen in gewöhnlichen Bündeln entsprechen. Außerdem begann die Bildung einer Membran, die normalerweise die Bänder vor Staubpartikeln und pathogenen Bakterien schützt.

Danach wurde das resultierende Gewebe in die Leiche des Hundes eingelegt, und es wurde mechanischer Einwirkung des Luftstroms aus dem künstlichen Atemweg ausgesetzt, der in den Körper eines toten Tieres eingeführt wurde. Luft durch den künstlichen Hals wurde unter Druck zugeführt, wie dies im menschlichen Kehlkopf während der Rede der Fall ist. Gleichzeitig erzeugte der Stoff Geräusche, und das Hochgeschwindigkeits-Shooting der Arbeit zeigte, dass die Vibrationsart normal ist und derjenigen von normalen Stimmbändern entspricht.

Es blieb der letzte und schwierigste Test, der die Verträglichkeit der Transplantate feststellte. Wissenschaftler der Welham-Gruppe transplantierten in ihrem Verlauf ein Gewebesegment der Stimmbänder einer Maus aus einer genetisch veränderten Linie, in die Gene, die für das menschliche Immunsystem verantwortlich sind, künstlich eingeführt wurden. Nach Angaben der Experimentatoren zeigte die Maus keine Anzeichen einer Abstoßung, dh das menschliche Immunsystem griff das neue Ligamentgewebe nicht an. Leider haben Welham und seine Kollegen nicht angegeben, in welcher Zeit die Beobachtungen gemacht wurden. Beachten Sie, dass in einigen Fällen die Abstoßung von transplantiertem Gewebe Monate nach der Transplantation selbst auftreten kann.

Wenn weitere Experimente die ersten Beobachtungen der Welham-Gruppe bestätigen, werden künstliche Bänder einen langen und schwierigen Weg in die klinischen Studien einschlagen.

Künstliche Stimmbänder erstellt

Amerikanische Wissenschaftler haben eine Technologie entwickelt, um künstliche Stimmfalten zu erzeugen, berichtet The Huffington Post.

Die Autoren der Entwicklung sind der Chirurg der Harvard University School of Medicine, Steven Zeitels, sowie eine Gruppe von Spezialisten am Massachusetts Institute of Technology unter der Leitung von Robert Langer, schreibt Medportal.ru.

Künstliche Stimmlippen sind laut Zeytels Implantate aus einem Gel mit hoher Elastizität. Der Chirurg stellte fest, dass solche Produkte ebenso wie ihre natürlichen Pendants vibrieren können. Die Entwickler erwarten, mit klinischen Versuchen mit Implantaten an Krebspatienten im Jahr 2013 zu beginnen.

Zeytels ist einer der bekanntesten Spezialisten auf dem Gebiet der chirurgischen Methoden der Stimmwiederherstellung. Weltmusikstars wie Cher, Lionel Richie, The Who-Sänger Roger Doltree und Aerosmith-Frontmann Steven Tyler wandten sich an ihn. Die Patienten von Zeitel finanzierten die Gründung des The Voice Health Institute, das die Entwicklung künstlicher Stimmfalten unterstützt. Ein Teil des Personals der Organisation beschäftigte sich mit der Entwicklung geeigneter Materialien für die Herstellung von Implantaten. Einige Spezialisten entwickeln Operationstechniken, die während der Implantationsoperation eingesetzt werden.

Zeytels glaubt, dass die entwickelte Technologie in einigen Jahren für professionelle Sänger eingesetzt werden wird. "Es ist viel einfacher, über die Jahre eine heisere Stimme wieder herzustellen, als einem Sänger zu helfen, der eine Stimme mit einer Reichweite von mehreren Oktaven hat", gab er zu.

Amerikaner schufen künstliche Stimmbänder

Amerikanische Wissenschaftler haben eine Technologie zur Herstellung künstlicher Stimmbänder entwickelt, berichtet The Huffington Post. Die Autoren der Entwicklung sind der Chirurg der Harvard University School of Medicine, Steven Zeitels, sowie eine Expertengruppe am Massachusetts Institute of Technology unter der Leitung von Robert Langer.

Künstliche Stimmlippen sind laut Zeytels Implantate aus einem Gel mit hoher Elastizität. Der Chirurg stellte fest, dass solche Produkte ebenso wie ihre natürlichen Pendants vibrieren können. Die Entwickler erwarten, mit klinischen Versuchen mit Implantaten an Krebspatienten im Jahr 2013 zu beginnen.

Zeytels ist einer der bekanntesten Spezialisten auf dem Gebiet der chirurgischen Methoden der Stimmwiederherstellung. Weltmusikstars wie Cher, Lionel Richie, The Who-Sänger Roger Doltree und Aerosmith-Frontmann Steven Tyler wandten sich an ihn.

Die Patienten von Zeitel finanzierten die Gründung des The Voice Health Institute, das die Entwicklung künstlicher Stimmfalten unterstützt. Ein Teil des Personals der Organisation beschäftigte sich mit der Entwicklung geeigneter Materialien für die Herstellung von Implantaten. Einige Spezialisten entwickeln Operationstechniken, die während der Implantationsoperation eingesetzt werden.

Zeytels glaubt, dass die entwickelte Technologie in einigen Jahren für professionelle Sänger eingesetzt werden wird. "Es ist viel einfacher, über die Jahre eine heisere Stimme wieder herzustellen, als einem Sänger zu helfen, der eine Stimme mit einer Reichweite von mehreren Oktaven hat", gab er zu.

Künstliche Stimmbänder

Ein Chirurg an der Harvard University School of Medicine, S. Zeytels, sowie eine Gruppe von Spezialisten am Massachusetts Institute of Technology unter der Leitung von Robert Langer haben eine Technologie zur Herstellung künstlicher Stimmbänder entwickelt.

Sie sind Implantate aus Gel, das eine hohe Elastizität aufweist. Experimente haben gezeigt, dass solche Produkte ebenso wie ihre natürlichen Pendants vibrieren können. Die Entwickler gehen davon aus, dass sie im Jahr 2013 klinische Versuche mit Implantaten beginnen werden, an denen vor allem krebskranke Patienten teilnehmen. Zeytels ist eine der weltweit renommiertesten chirurgischen Techniken für die Stimmwiederherstellung. Viele Weltstars haben sich dafür beworben. Es waren diese Patienten, die die Gründung des "Institute of Voice Health" in den USA finanzierten, das die Schaffung künstlicher Stimmfalten unterstützte. Zeytels glaubt, dass die entwickelte Technologie in der Zukunft nicht nur für die medizinische Versorgung von Onkologiepatienten verwendet wird, sondern auch für die Wiederherstellung der Stimme von professionellen Sängern, die aufgrund jahrelanger Bühnenperformance heiser geworden sind.

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