자율적이 고 충전식 Microneurostimulator 라고는 Submucosa에 이식
2018년 9월 27일
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.
이 기술의 주요 장점은 훨씬 덜 침습적 인 접근 방식을 제공한다는 것입니다. 일반적으로 이식형 장치 개발은 하드웨어 및 소프트웨어 설계에 대한 경험이 필요한 분야이기 때문에 이 방법을 새로 사용하는 개인은 어려움을 겪게 됩니다. 이 방법의 시각적 데모는 내시경 부막 이식이 현재 매일 연습에서 사용되지 않는 실험 절차이기 때문에 중요합니다.
이 절차를 시작하려면 PCB를 평평한 표면에 배치합니다. 0.6mm 바늘과 60 PSI 압력의 납땜 페이스트 디스펜서를 사용하여 PCB의 모든 금속 패드에 납땜 페이스트 15 마이크로리터 미만을 수동으로 분배합니다. PCB의 상단으로 시작합니다.
정전기 방지 핀셋 을 사용하면 모든 구성 요소를 PCB의 맨 위 층에 배치합니다. 구성 요소 위치와 구성 요소를 해당 번호에 할당합니다. 그 후, 모든 구성 요소를 납땜하는 섭씨 260도에서 PCB 핫 에어 건 스테이션을 사용합니다.
모든 솔더 페이스트가 녹을 때까지 기다립니다. 뜨거운 에어건을 버리고 보드가 실온으로 식힙니다. 배터리를 제외한 다른 모든 전기 부품에 PCB를 연결합니다.
무선 충전 통신 코일을 패드 2개와 3개로 납땜한 다음 안테나를 패드 1에 연결하고 PCB 전극을 4번과 5번 패드에 연결합니다. 그 다음에 CG-320 배터리를 6및 7을 패드로 솔더합니다. 배터리의 음수 단말은 패드 7에서 납땜되어야 합니다.
다음 단계를 수행하는 동안 주의하십시오. 이제 장치가 전원이 공급되며 단락 및 금속 물체와의 접촉에 민감합니다. 다음으로, 뜨거운 공기총으로 튜브를 섭씨 150도까지 가열한 다음 식힙니다.
그 후, 튜브의 한쪽을 밀봉왼쪽 끝에 에폭시 접착제를 적용한 다음 튜브로 PCB의 뒷면에 전극을 붙입니다. 그 후, 튜브의 다른 쪽 끝을 밀봉. 이 단계에서는 PCB를 평평한 표면에 배치합니다.
0.6mm 바늘과 60 PSI 압력의 납땜 페이스트 디스펜서를 사용하여 PCB의 모든 금속 패드에 납땜 페이스트 50 마이크로리터 미만을 수동으로 분배하십시오. 정전기 방지 핀셋 을 사용하면 모든 구성 요소를 PCB의 맨 위 층에 배치합니다. 구성 요소 위치와 구성 요소를 해당 번호에 할당합니다.
PCB 핫 에어건 스테이션 프리셋을 섭씨 260도로 사용하여 모든 부품을 납땜할 수 있습니다. 모든 솔더 페이스트가 녹을 때까지 기다립니다. 뜨거운 에어건을 버리고 보드가 실온으로 식힙니다.
다음으로, 12볼트 전원 공급 장치가 벽에 연결되어 USB 커넥터가 PC에 삽입됩니다. 그 후, PuTTY 소프트웨어를 엽니 다. 직렬을 연결 유형으로 선택한 다음 COMX를 장치의 COM 포트 수인 일련 선으로 입력합니다. 다른 COM 포트 장치가 설치되지 않은 경우 이 번호는 하나일 것입니다.
속도로 38, 400을 입력합니다. 열기를 클릭합니다. 이제 충전기 송신기 장치를 사용할 준비가 되었습니다.
이식 및 시각화를 수행하기 위해, 위장에 스네어로 잡은 이식형 장치와 함께 동물 모델 전용 내시경을 삽입하십시오. 위장에 있을 때 장치를 놓습니다. 그 후 내시경을 추출합니다.
해부 캡을 장착한 다음 위장에 다시 삽입하십시오. 장치를 서브무코사에 이식하기 위해, 사출 요법 바늘 카테터를 사용하여 메틸렌 블루와 혼합된 식염수 용액을 부점막층에 적용한다. 노브 모양의 팁이 있는 전기 수술 용 칼을 사용하여 서브mucosa에서 개구부를 만들기 위해 수평 절개를합니다.
새로 생성된 공간에 부착된 캡을 삽입하고 전기 수술 용 칼을 사용하여 감점 층을 계속 방해, 팽창 및 해부하여 자극 장치를 삽입할 만큼 큰 포켓을 만듭니다. 스그처로 올바르게 지향되는 전극으로 위장 내부에 자유롭게 누워있는 장치를 잡고 지하 포켓으로 탐색하십시오. 그 후, 두 개의 혈전성 클립을 사용하여 지하 포켓 내부에 장치를 고정하십시오.
그런 다음 내시경을 당깁니다. 내시경에 Ovesco 클립을 넣고 위장에 다시 삽입하십시오. 포켓쪽으로 내시경을 지향하고, 주머니의 양면을 잡고 Ovesco를 적용합니다.
그 후, Ovesco의 올바른 배치를 확인합니다. 이식에 성공한 후, 충전기 송신기 코일을 이식된 장치의 근접에 배치한 다음 PC에 RTL2832 동글에 연결합니다. HDSDR 소프트웨어를 실행하고 센터 주파수를 432 메가헤르츠로 설정합니다. 그 후 LO 주파수를 431.95 메가헤르츠로 선택한 다음 조정 주파수를 432.00 메가헤르츠로 선택합니다.
대역폭을 960, 000으로 선택합니다. PuTTY 단말에서 R 키를 눌러 충전기 송신기에서 맨체스터 코딩 시퀀스를 전송하고 메인 HDSDR 창에 표시된 임플란트로부터 OOK 변조 응답을 수신한다. 여기에 표시된 PCB의 상단 구리 층입니다.
구성 요소 이름은 맨 위 레이어에 표시됩니다. 그리고 여기에 PCB의 하단 구리 층입니다. 구성 요소 이름은 아래쪽 레이어에 있습니다.
그리고이 그림은 모든 PCB 레이어의 합성 그림을 보여줍니다. 일단 마스터되면, 이 기술은 이식형 장치 제조를 위해 4시간, 제대로 수행되는 경우에 장치 이식 및 시험을 위해 1시간 에서 행해질 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 이식하기 전에 이식 형 장치의 모든 기능을 확인하는 것이 중요합니다.
이 절차에 따라 알고리즘 및 데이터 처리의 추가 개발과 같은 다른 방법을 수행하여 방법의 효율성과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 개발 후, 이 기술은 위장관학 분야의 연구원들이 위장관에서 세 번째 공간을 탐험할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청 한 후, 당신은 submucosa에서 자율 위 micronueros timulator의 내시경 이식을 수행하는 방법에 대한 좋은 이해가 있어야합니다.
뜨거운 에어건 작업을 포함하여 납땜 페이스트 및 전자 제품 제조를 하는 것은 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 장갑및 안전 안경과 같은 예방 조치를 항상 착용해야 한다는 것을 잊지 마십시오.
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개요
본 연구는 소형화된 내시경적 이식 장치를 이용한 고주파 저에너지 자극을 통해 위 운동 장애를 완화하는 새로운 접근 방식을 조사합니다. 이 장치는 생체 돼지 모델에 점막하 이식을 위해 설계되었으며, 성공적인 통신 및 자극 제어를 입증했습니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 소화기내과
- 생체 의공학
배경
- 위 운동 장애는 중요한 질환으로, 위 기능과 환자의 삶의 질에 영향을 미칩니다.
- 현재의 방법은 종종 침습적이며, 합병증과 장기간의 회복을 초래합니다.
- 이식 장치를 사용하는 새로운 기술은 침습성을 줄일 수 있습니다.
- 본 연구는 향후 임상 환경에서 적용될 수 있는 방법을 제공하는 것을 목표로 합니다.
연구 목적
- 위 자극을 위한 고급 이식 장치를 설계하고 테스트합니다.
- 생체 동물 모델에서 이 방법의 실용성과 효능을 탐구합니다.
- 전기 자극을 통한 위 운동 조절에 대한 이해를 높입니다.
사용된 방법
- 본 연구는 이식 절차를 위해 생체 돼지 모델을 사용했습니다.
- 점막하 이식을 위해 설계된 소형 장치가 개발되었습니다.
- 주요 단계에는 PCB 조립, 부품 납땜 및 내시경적 이식 기술이 포함되었습니다.
- 장치 위치 지정 및 위 조직 내 고정을 중심으로 하는 절차상의 중요한 단계가 설명되었습니다.
주요 결과
- 실험 중 장치로부터의 데이터 임플란트 및 검색 성공을 달성했습니다.
- 장치와 외부 제어 시스템 간의 통신 프로세스가 검증되었습니다.
- 초기 결과는 위 운동 장애 치료 프로토콜에서 침습성을 줄일 가능성을 시사합니다.
- 본 연구는 위장 질환에서 이식 장치의 추가 탐구를 위한 기반을 마련합니다.
결론
- 본 연구는 최소 침습 기술을 통해 위 운동 장애를 치료하는 혁신적인 접근 방식임을 입증합니다.
- 향후 연구는 위장 질환 관리를 위한 임상 적용으로 이어질 수 있습니다.
- 이것은 위장 운동 및 잠재적인 치료 전략에 대한 이해를 향상시키는 것으로 이어집니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Miniaturized, endoscopically implantable neurostimulators represent a significant advance for translational research in gastrointestinal motility disorders. This approach enables less invasive, rechargeable, and wirelessly controlled interventions, supporting mechanistic de-risking and functional target validation in preclinical models. The technology positions R&D teams to explore neuromodulation strategies with improved predictive confidence and workflow integration.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional interrogation of neuromodulation hypotheses in disease-relevant in vivo models.
- Supports biological de-risking by allowing controlled, repeatable stimulation and monitoring of gastric tissue responses.
- Facilitates target validation for bioelectronic therapies addressing gastric dysmotility.
Screening & Assay Development
- Provides a platform for standardized, quantitative assessment of stimulation parameters and tissue responses.
- Enables reproducible device placement and stimulation protocols for comparative studies.
- Supports assay development for evaluating neuromodulatory compound or device effects in vivo.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with translational biomarker strategies by enabling real-time monitoring and bidirectional communication in large animal models.
- Bridges discovery and preclinical validation by demonstrating device feasibility and functional readouts in physiologically relevant systems.
- Reduces translational risk by providing scalable, minimally invasive implantation workflows.
Pipeline & Workflow Integration
This implantable device methodology fits within the continuum from early discovery through preclinical validation, supporting both hypothesis testing and translational continuity.
- Discovery Biology: Facilitates mechanistic studies of neuromodulation in gastrointestinal tissue.
- Screening: Enables standardized, quantitative readouts for device and stimulation parameter optimization.
- Analytics: Provides bidirectional communication for real-time data acquisition and device control.
- Translational Research: Demonstrates feasibility in large animal models, supporting preclinical advancement.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable platform for iterative device and protocol development across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in neuromodulation research.
- Operational Value: Standardizes device assembly, implantation, and testing for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by enabling robust preclinical evaluation of bioelectronic interventions.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of neuromodulation assets targeting gastrointestinal disorders.
Implementation Considerations
- Requires multidisciplinary expertise in electronics, software, and endoscopic surgical techniques.
- Demands access to specialized instrumentation for device assembly, wireless charging, and bidirectional communication.
- Necessitates rigorous cross-team standardization of implantation and testing protocols.
- Adaptation to other model systems may require device and workflow customization.
- Practical limitations include the need for careful device verification and safety precautions during assembly and implantation.
