Articolo metodologico

Autonomo e ricaricabile Microneurostimulator endoscopicamente impiantabili nel Submucosa

DOI:

10.3791/57268

⸱

27 settembre 2018

 , 
12nd Department of Internal Medicine, Third Faculty of Medicine, Charles University, Prague, Czech Republic, 22nd Department of Internal Medicine, University Hospital Královské Vinohrady, Prague, Czech Republic, 3Czech Technical University in Prague, Czech Republic

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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L'applicazione di basso-energica stimolazione ad alta frequenza può alleviare i sintomi del dysmotility gastrico. In questa ricerca, viene presentato un dispositivo miniaturizzato, endoscopicamente impiantabile e in modalità wireless ricaricabile che viene impiantato in una tasca submucosal. Entrambe le vie comunicazione e controllo di stimolazione sono stati realizzati durante un esperimento il maiale dal vivo.

Abstract

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Dysmotility gastrico può essere un segno di malattie comuni come il diabete mellito di vecchia data. È noto che l'applicazione di basso-energica stimolazione ad alta frequenza può aiutare efficacemente moderata e alleviare i sintomi del dysmotility gastrico. L'obiettivo della ricerca è stato lo sviluppo di una miniatura, dispositivo endoscopicamente impiantabile per una tasca submucosal. Il dispositivo impiantabile è un pacchetto elettronico completamente personalizzato che è stato appositamente progettato allo scopo di esperimenti nel submucosa. Il dispositivo è dotato di una batteria agli ioni di litio che può essere ricaricata in modalità wireless ricevendo un campo magnetico incidente dalla bobina di carica/trasmissione. La comunicazione di uplink è realizzata in una band MedRadio 432 MHz. Il dispositivo endoscopicamente è stato inserito nella tasca submucosal di un maiale domestico dal vivo usato come un modello in vivo , in particolare nel antrum dello stomaco. L'esperimento ha confermato che il dispositivo progettato può essere impiantato nel submucosa ed è capace di comunicazione bidirezionale. La periferica può eseguire la stimolazione bipolare del tessuto muscolare.

Introduzione

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Dysmotility gastrico può essere un segno di diverse malattie relativamente comuni come la gastroparesi, che solitamente è caratterizzata da una progressione cronica e impone piuttosto gravi conseguenze sullo stato sociale, lavorativo e fisico del paziente. Maggior parte dei casi di gastroparesi diabetica o idiopatica in origine di solito sono e sono spesso resistenti al farmaco disponibile1. Pazienti afflitti con questa circostanza più comunemente presenti con nausea e vomito ripetono. Basato su ricerche precedenti, è noto che l'applicazione di basso-energica stimolazione elettrica ad alta frequenza può aiutare efficacemente moderata e alleviar....

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Protocollo

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Tutte le procedure endoscopiche, compresi animali soggetti sono state approvate presso l'Istituto di fisiologia animale e genetica dell'Accademia delle scienze Ceca Repubblica (Biomedical Center PIGMOD), Libechov, Repubblica Ceca (progetto esperimenti nell'impianto di batteria-di meno e dispositivi a batteria nel submucosa dell'esofago e dello stomaco — studio sperimentale). Tutti gli esperimenti sono fatti in conformità con la legge Ceca 246/1992 SB. "sulla protezione degli animali contro i maltrattamenti, modificato". Dispositivo trasmettitore non è richiesto per essere sterilizzati, perché è un dispositivo esterno che non è a diretto contatto con l'animale.

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Risultati

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Figura 17 Mostra che un posizionamento endoscopico di neurostimolatore gastrico in una tasca nel submucosa nonché il corretto posizionamento degli elettrodi per lo strato muscolare è stato completato. Le dimensioni del dispositivo (Figura 10) sono 35 x 15 x 5 mm3 , mentre il peso è 2.15 g. Figura 17 Mostra il diagramma di circuito del dispositivo mostrando che il dispositivo è composto.......

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Discussione

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Il design del dispositivo impiantabile dovrebbe concentrarsi principalmente sulla dimensione complessiva del dispositivo, profili realizzabili stimolazione (massima tensione, massima corrente deliverable, lunghezza di impulsi e frequenza di impulso). Principale limitazione dal punto di vista dell'hardware è la dimensione e la disponibilità di componenti adatti. Per ridurre al minimo le dimensioni complessive, componenti a montaggio superficiale sono preferiti a causa del loro imballaggio compatto. La soluzione migliore s.......

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Dichiarazioni

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Questo lavoro è stato supportato da ricerca progetto PROGRES-Q28 ed assegnato da Charles University di Praga. Gli autori ringraziano per culo. Prof. ssa Jan Martínek, pH.d. e PIGMOD centro.

Ringraziamenti

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Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Condensatore ceramico EIA 0402 1,8 pFAVX04025U1R8BAT2A1 pz
Condensatore ceramico EIA 0402 100 nFTDKCGA2B3X7R1H104K050BB7 pz
Condensatore ceramico EIA 0402 100 pFMurata ElectronicsGRM1555C1H101JA01D 1 pz
EIA 0402 resistore a film spesso 10 kΩVishayCRCW040210K7FKED1
condensatore ceramico EIA 0402 10 nFMurata ElectronicsGRM155R71C103KA01D3 condensatore
ceramico EIA 0402 10 pFMurata ElectronicsGJM1555C1H100JB01D3 condensatore
ceramico EIA 0402 12 pFMurata ElectronicsGJM1555C1H120JB01D2 condensatore ceramico
EIA 0402 18 pFKEMETC0402C180J3GACAUTO2 pz
resistenza EIA 0402 1 mΩVishayMCS04020C1004FE0002 pz
resistenza EIA 0402 1 kΩYageoRC0402FR-071KL1 pz
EIA 0402 condensatore ceramico 1 nFMurata ElectronicsGRM1555C1H102JA01D3 pz
EIA 0603 condensatore ceramico 2,2 uFMurata ElectronicsGCM188R70J225KE22D2 pz
EIA 0402 resistore 220 kΩVishayCRCW0402220KJNED5 pz
0805 22 uH induttoreTDKMLZ2012N220LT0001 pz
EIA 0402 resistenza 330 kΩVishayCRCW0402330KFKED1 pz
condensatore ceramico EIA 0603 4,7 uFTDKC1608X6S1C475K080AC1 pz
resistenza EIA 0402 470 & Omega;VishayRCG0402470RJNED1 pz
EIA 0402 resistenza 470 kΩVishayCRCW0402470KJNED1 pz
EIA 0603 induttore 470 nHMurata ElectronicsLQW18ANR47G00D1 pz
EIA 0402 resistenza 47 kΩMurata ElectronicsCRCW040247K0JNED2 pz
27.0000 MHz cristallo 5032AVX / KyoceraKC5032A27.0000CMGE001 pz
condensatore EIA 0402 6.8 pFMurata ElectronicsGJM1555C1H6R8CB01D1 pz
induttore EIA 0402 82 nHEPCOS / TDK1 pz
ABS05 32.768 kHz cristalloABRACONABS05-32.768KHZ-T1 pz
CDBU00340-HF diodo schottkytecnologia COMCHIPCDBU00340-HF2 pz
CG-320S Li-Ion pinpointbatteria PanasonicCG-320S1 pz
HSMS282P raddrizzatore diodo schottkyBroadcom / AvagoHSMS-282P-TR1G1 pz
MAX8570 convertitore step-upMaxim IntegratedMAX8570EUT+T1 pz
MICRF113 trasmettitoreRFMicrochip TechnologyMICRF113YM6-TR1 diodo
Zener da 4,3 VON SemiconductorMM3Z4V3ST1G1
amplificatore operazionale OPA237InstrumentsOPA237N1
microcontrollore PIC16LF1783 8 bitMicrochip TechnologyPIC16LF1783-I/ML1
TPS70628 regolatore a bassa cadutaTexas InstrumentsTPS70628DBVT1 pz
EIA 1206 resistore a film spesso 0 ΩYageoRC1206JR-070RL2 pz
EIA 0603 resistenza a film spesso 0 ΩYageoRC0603JR-070RL1 pz
EIA 0402 resistenza a film spesso 100 kΩYageoRC0402FR-07100KL1 pz
EIA 0603 resistenza a film spesso 100 kΩYageoRC0603FR-07100KL1 pz
EIA 0805 condensatore ceramico 100 nFKEMETC0805C104K5RAC72102 pz
EIA 0402 resistore a film spesso 10 kΩYageoRC0402JR-0710KL1 pz
EIA 1206 condensatore ceramico 10 nFSamsungCL31B103KHFSW6E2 pz
EIA 0402 resistore a film spesso 1 kΩYageoRC0402JR-071KL2 pz
EIA 0402 resistore a film spesso 220 ΩYageoRC0402JR-07220RL2 pz
condensatore ceramico EIA 0402 220 nFTDKC1005X5R1C224K050BB1 pz
condensatore ceramico EIA 1206 22 nFTDKC3216X7R2J223K130AA2 pz
condensatore al tantalio SMC B 22 uFAVXTPSB226K010T0700 1 pz
EIA 0402 resistore a film spesso 27 ΩYageoRC0402FR-0727RL2 pz
EIA 1206 resistenza a film spesso 3.3 ΩYageoRC1206JR-073K3L3 pz
SOT23 3.3V diodo zenerON SemiconductorBZX84C3V3LT1G1 pz
SMC A condensatore al tantalio 4.7uFKEMETT491A475M016AT2 pz
EIA 0603 resistore a film spesso 470 ΩYageoRC0603JR-07470RL2 pz
EIA 1206 condensatore ceramico 470 nFKEMETC1206C471J5GACTU3 pz
condensatore elettrolitico 470 uFPanasonicEEE-1CA471UP3 pz
EIA 0402 condensatore ceramico 47 pFAVX04025A470JAT2A2 pz
0603 VERDE LEDLite-On Inc.LTST-C191KGKT1 pz
0603 LED ROSSOLite-On Inc.LTST-C191KRKT1 pz
16 MHz CX3225 cristalloEPSONFA-238 16.0000MB-C31 pz
0805 perlina di ferriteWurth Electronics Inc.7427920401
IR2110SO driver FETInfineon Technologies IR2110SPBF1 pz
FT230XS USB a seriá l convertitoreFTDI Ltd.FT230XS-R1 pz
Connettore Mini USBEDAC Inc.690-005-299-0431
microcontrollore PIC16F1783 8 bitMicrochip TechnologyPIC16F1783-I/ML1
REG1117 regolatore da 3,3 V SOT223Texas InstrumentsREG1117-3,3/2K51
raddrizzatore a diodi Schottky SMBSTMicroelectronicsSTPS3H100UF1
pacchetto SMB diodo TVSLittelfuse Inc.1KSMBJ6V81 pz
IRLZ44NPBF MOSFET a canale NInfineon TechnologiesIRLZ44NPBF2 pz
dongle ricevitore RTL2832UEVOLVEOMars1 pz
PICkit 3Microchip TechnologyPICkit 31 pz
Mini USB a USB AOEMMini USB a USB-A1 pz
Circuito stampato, dispositivo impiantabile---Produzione con il file supplementare fornito1 pz
Circuito stampato, dispositivo trasmettitore/ricevitore---Produzione con il file supplementare fornito1 pz
Circuito stampato, dispositivo impiantabile---Produzione con il file supplementare fornito1 pz
AWG18 filoAlpha Wire3055 BK0012 m
AWG42 filoDaburn Elettronica2420/42 BK-1001 m
Olympus GIFQ-160OlympusN/A (la parte è obsoleta)1 pz
Coltello elettrochirurgico monouso con punta a forma di manopola e funzione jet integrataOlympusKD-655L1 pz
Rullante elettrochirurgico ovale monousoOlympusSD-210U-151 pz
Paraluce da 15,5 mmFujiFilmDH-28GR1 pz
Ago catetere per terapia iniettivaBoston Scientific25G1 pz
Pinze da presa a coccodrilloOlympusFG-6L-11 pz
Instant Mix 5 min epossidicoLoctiteN/A1 pz
Tubo termorestringente, diametro interno 9,5 mmTE ConnectivityRNF-100-3/8-X-STK1 pz
Pasta saldante ChipQuikChip QuikSMD4300AX101 pz
B82498F3471J Texas cavo

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Abell, T., et al. Gastric electrical stimulation for medically refractory gastroparesis. Gastroenterology. 125 (2), 421-428 (2003).
  2. O'Grady, G., Egbuji, J., Du, P., Cheng, L. K., Pullan, A. J., Windsor, J. A. High-frequency gastric elec....

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