자율적이 고 충전식 Microneurostimulator 라고는 Submucosa에 이식

Jan Hajer; Marek Novák

doi:10.3791/57268

방법 논문

자율적이 고 충전식 Microneurostimulator 라고는 Submucosa에 이식

DOI:

10.3791/57268

⸱

2018년 9월 27일

Jan Hajer^*¹^,² , Marek Novák^*³

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

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

높은 주파수 낮은 에너지의 응용 프로그램은 위 dysmotility의 증상을 완화 수 있습니다. 이 연구에서 submucosal 주머니에 이식 초소형, 라고 이식 및 무선 충전식 장치 제공 됩니다. 두 방법은 통신 및 자극 제어 라이브 돼지에 실험 하는 동안 달성 했다.

초록

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위 dysmotility 오랜 당뇨병 등 일반적인 질병의 징조 수 있습니다. 그것은 높은 주파수 낮은 에너지 자극의 신청은 효과적으로 온건 하 고 위 dysmotility의 증상을 완화 도울 수 있다 알려져 있다. 연구의 목표는 소형, submucosal 주머니 라고 이식 장치 개발 했다. 이식 장치는 완벽 하 게 사용자 지정 된 전자 패키지는 submucosa에 실험을 위해 특별히 설계 되었습니다. 장치는 무선 충전/전송 코일에서 사고 자기장을 수신 하 여 재충전 될 수 있는 리튬-이온 배터리를 갖추고 있습니다. 업링크 통신 432 m h z에서 MedRadio 대역에서 수행 됩니다. 장치 라고 모델로 vivo에서 , 특히 위 동굴에서에서 사용 하는 라이브 국내 돼지의 submucosal 주머니에 삽입 되었다. 실험 설계 된 장치는 submucosa에 이식 될 수 있는 양방향 통신 가능 확인. 장치는 근육 조직의 바이 폴라 자극을 수행할 수 있습니다.

서론

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위 dysmotility gastroparesis는 일반적으로 만성 진행 되는 특징은 환자의 사회적, 업무 관련, 물리적 상태에 오히려 심각한 결과 부과 등 여러 가지 상대적으로 일반적인 질병의 징조 수 있습니다. Gastroparesis의 대부분의 경우는 일반적으로 당뇨 나 기원에 idiopathic 저항 고 있습니다 종종 사용 가능한 약물¹. 환자 들은이 조건에 시달리는 가장 일반적으로 메스꺼움을 제시 하 고 구 토를 반복. 이전 연구를 바탕으로, 높은 주파수 낮은-에너지 전기 자극의 신청은 효과적으로 온건 하 고 위 dysmotility¹^,²의 증상을 완화 도울 수 있다 알려져 있다.

이전의 연구를 바탕으로, 그것은 높은-주파수 위 전기 자극 크게 향상 시킬 수 있는 증상과 위 비우는³입증 된다. 그것은 또한 표시 되었습니다 더 낮은 식도 괄약근 neurostimulator 치료는 안전 하 고 효과적인 치료 위 식도 역류 질환 (GERD)의 산 노출 감소 매일 프로톤 펌프 억제제 (PPI) 사용 없이 제거 자극 관련 부작용

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프로토콜

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연구소의 동물 생리학 및 유전학, 아카데미의 과학 체코 공화국 (생물 의학 센터 PIGMOD), Libechov, 체코 공화국 (프로젝트의 주입에 실험 동물 주제를 포함 하 여 모든 내 시경 절차 승인 배터리-덜 및 식도 및 위장 submucosa로 배터리 장치-실험 연구). 모든 실험 체코 법 246/1992 준수 행해진다 "에 학대, 개정에 대 한 동물의 보호" 하고있다. 그것은 동물에 직접 접촉 되지 않은 외부 장치 때문에 송신기 장치 살 균 될 필요 하지 않습니다.

1. 이식 장치 디자인

제 3-파티 PCB 제조 서비스를 사용 하 여 PCB를 준비 합니다. 완전 한 인쇄 회로 기판 설계 보조 파일 "gerber_implant.7z"에서 제공 됩니다. 회로도 그림 1에 제공 됩니다.
평평한 표면 (그림 2a)에 Pcb를 놓습니다. 0.6 m m 바늘과 60 psi 압력 솔더 페이스트 디스펜서를 사용 하 여 수동으로 모든 금속 패드에 PCB에 납땜 붙여넣기 분배. PCB (그림 2b)의 위쪽으로 시작 합니다. PCB의 양쪽 모두에 대 한 붙여넣기....

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결과

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

그림 17 submucosa에 주머니에 위 neurostimulator의 내 시경 위치 뿐만 아니라 근육 층을 전극의 적절 한 배치 되었는지 보여 줍니다. 장치 (그림 10)의 크기는 35 x 15 x 5 m m³ 무게는 2.15 g. 그림 17 보여주는 장치 함께 연결 되는 6 다른 모듈의 구성 소자의 회로 다이어그램을 보여 줍니다. 그림 3 은 장치에서 PCB 레이아웃 및 부품 배치를 보여준다. 그림 18 submucosal 계층에는 장치를 이식 하기 위하여는 내 시경 submucosal 포켓⁹^,

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토론

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이식 장치 디자인 장치, 달성 자극 프로 파일 (최대 전압, 최대 결과물 전류 펄스와 펄스 주파수의 길이)의 전반적인 크기에 주로 집중 해야 한다. 하드웨어 관점에서 주요 제한은 크기와의 적합 한 구성 요소입니다. 전체 크기를 최소화 하려면 표면 실장 부품의 소형 포장 때문에 선호 됩니다. 최고의 솔루션 맨 손으로 칩을 통합 하는 기판에 죽을 것입니다. 그러나,이 두 구성 요소에 대 한 맨 손으로 다 포장 옵션 및 와이어 본딩 기술에의 접근에 의해 제한 됩니다. 두 번째 중요 한 매개 변수는 배터리. 리튬 배터리의 높은 에너지 밀도 때문에 선호 됩니다. 또한, 3.7 V의 공칭 전압 도움이 됩니다. 제시 하드웨어 토폴로지에서의 주요 이점은 그것의 작은 크기와 최소 침해 이다. 현재 솔루션⁷^,⁸에 비해 제시 솔루션 작은 크기 이며 외부 리드와는 neurostimulator의 피하 주입에 대 한 필요 없이 submucosa에 직.......

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공개 사항

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이 작품 연구 프로젝트 채권-Q28에 의해 지원 하 고 프라하의 찰리 대학에 의해 수 여 되었다. 저자는 엉덩이에 감사합니다. 교수 1 월 Martínek, 박사 및 PIGMOD 센터.

감사의 글

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름	회사	카탈로그 번호	댓글
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EIA 0402 세라믹 커패시터 100 nF	TDK	CGA2B3X7R1H104K050BB	7 pcs
EIA 0402 세라믹 커패시터 100 pF	Murata Electronics	GRM1555C1H101JA01D	1 pc
EIA 0402 후막 저항기 10 kΩ	Vishay	CRCW040210K7FKED	1 pc
EIA 0402 세라믹 커패시터 10 nF	Murata Electronics	GRM155R71C103KA01D	3 pcs
EIA 0402 세라믹 커패시터 10 pF	Murata Electronics	GJM1555C1H100JB01D	3 pc
EIA 0402 세라믹 커패시터 12 pF	Murata Electronics	GJM1555C1H120JB01D	2 pcs
EIA 0402 세라믹 커패시터 18 pF	KEMET	C0402C180J3GACAUTO	2 pcs
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27.0000MHz 크리스털 5032	AVX / Kyocera	KC5032A27.0000CMGE00	1
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ABS05 32.768kHz 크리스털	ABRACON	ABS05-32.768KHZ-T	1개
CDBU00340-HF 쇼트 다이오드	COMCHIP 기술	CDBU00340-HF	2 개
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OPA237 연산 증폭기	Texas Instruments	OPA237N	PIC16LF1783 8
비트 마이크로컨트롤러	Microchip Technology	PIC16LF1783-I/ML
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SMC B 탄탈륨 커패시터 22 uF	AVX	TPSB226K010T0700	1 PC
EIA 0402 후막 저항기 27 Ω	Yageo	RC0402FR-0727RL	2 개
EIA 1206 후막 저항기 3.3 Ω	Yageo	RC1206JR-073K3L	3 pcs
SOT23 3.3V 제너 다이오드	ON Semiconductor	BZX84C3V3LT1G	1 pc
SMC A 탄탈륨 커패시터 4.7uF	KEMET	T491A475M016AT	2 pcs
EIA 0603 후막 저항기 470 Ω	Yageo	RC0603JR-07470RL	2개
EIA 1206 세라믹 커패시터 470nF	KEMET	C1206C471J5GACTU	3개
전해 커패시터 470uF	Panasonic	EEE-1CA471UP	3개
EIA 0402 세라믹 커패시터 47pF	AVX	04025A470JAT2A	2개
0603 GREEN LED	Lite-On Inc.	LTST-C191KGKT	1 pc
0603 RED LED	Lite-On Inc.	LTST-C191KRKT	1 pc
16 MHz CX3225 크리스탈	EPSON	FA-238 16.0000MB-C3	1 pc
0805 페라이트 비드	Wurth Electronics Inc.	742792040	1 pc
IR2110SO FET 드라이버	Infineon Technologies	IR2110SPBF	1 pc
FT230XS USB를 seriá l 컨버터	FTDI Ltd.	FT230XS-R	1 pc
미니 USB 커넥터	EDAC Inc.	690-005-299-043	1 pc
PIC16F1783 8비트 마이크로컨트롤러	Microchip Technology	PIC16F1783-I/ML	1 pc
REG1117 3.3 V 레귤레이터 SOT223	Texas Instruments	REG1117-3.3/2K5	1 pc
쇼트키 SMB 다이오드 정류기	STMicroelectronics		STPS3H100UF 1 pc
SMB 패키지 TVS 다이오드	Littelfuse Inc.	1KSMBJ6V8	1 pc
IRLZ44NPBF N-채널 MOSFET	Infineon Technologies	IRLZ44NPBF	2 pcs
RTL2832U 수신기 동글	EVOLVEO	Mars	1 pc
PICkit 3	Microchip Technology	PICkit 3	1 pc
미니 USB to USB A 케이블	OEM	미니 USB to USB-A	1 pc
인쇄 회로 기판, 이식 가능한 장치	---	제공된 보충 파일로 제조	1 pc
인쇄 회로 기판, 송신기/수신기 장치		---제공된 추가 파일로 제조 1	pc
인쇄 회로 기판, 이식 가능한 장치	---	제공된 추가 파일로 제조	1 PC
AWG18 와이어	Alpha Wire	3055 BK001	2 m
AWG42 와이어	Daburn 전자 제품	2420/42 BK-100	1 m
Olympus GIFQ-160	Olympus	N/A (일부 폐기됨)	손잡이
모양의 팁과 통합 제트 기능이 있는 일회용 전기수술 칼	1개 Olympus	KD-655L	1개
타원형 전기수술 스네어	Olympus	SD-210U-15	1개
15.5mm 렌즈 후드	FujiFilm	DH-28GR	1개
주사 요법 바늘 카테터	Boston Scientific	25G	1 pc
앨리게이터 법칙 집게	Olympus	FG-6L-1	1 pc
인스턴트 믹스 5 분 에폭	시 록타이트	N/A	1 pc
열 수축 튜브, 내경 9.5 mm	TE Connectivity	RNF-100-3/8-X-STK	1 pc
ChipQuik 솔더 페이스트	Chip Quik	SMD4300AX10	1 PC

개 개 B82498F3471J 개 1 1개 1개 를를 (주)일회용

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

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