Name: Autónoma e recarregável Microneurostimulator endoscopicamente implantável para a Submucosa (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-27T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 17 s
Description: Aprenda a implantar um microneuroestimulador gástrico autônomo na submucosa por via endoscópica em modelos suínos. Este método minimamente invasivo oferece nova abordagem para tratar dismotilidade gástrica com redução de complicações.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Os autores declaram que eles têm não tem interesses financeiro concorrente.

Todos os procedimentos endoscópicos, incluindo assuntos animais foram aprovados no Instituto de Fisiologia Animal e genética, Academia de ciência Czech Republic (Biomedical Center PIGMOD), Libechov, República Checa (projeto experiências na implantação de sem bateria e bateria de dispositivos em submucosa do esôfago e estômago — estudo experimental). Todas as experiências são feitas em conformidade com a lei Checa 246/1992 SB "relativa à protecção dos animais contra maus-tratos, tal como alterado". Dispositivo transmissor não é necessário para ser esterilizado, porque é um dispositivo externo que não está em contato direto com o animal.
1. dispositivo implantável Design
<ol><li>Prepare o PCB usando um PCB de terceiros serviços de fabricação. O projeto de placa de circuito impresso completo é fornecido no arquivo complementar "gerber_implant.7z". O diagrama esquemático é fornecido na Figura 1.</li>
	<li>Coloque os PCB sobre uma superfície plana (Figura 2a). Use um dispensador de pasta de solda com 0,6 mm de agulha e 60 psi de pressão para distribuir manualmente a pasta de solda para cada bloco metálico sobre o PCB. Começar com o lado superior do PCB (Figura 2b). A quantidade total de pasta de solda para ambos os lados do PCB não deve exceder 15 μL.</li>
	<li>Com um par de pinças antiestáticas, coloque todos os componentes na camada superior do PCB (Figura 2e). Use Figura 3 para a posição do componente e complementar arquivo "bom_implantabledevice.csv" para a atribuição dos componentes de seus números.</li>
	<li>Use uma estação de pistola de ar quente de PCB a 260 ° C para soldar todos os componentes (figura 4a). Espere até que a pasta de solda derrete, então guarde o soprador de ar quente e permitir o fresco da placa à temperatura ambiente.</li>
	<li>Vire o PCB e dispense a pasta de solda do outro lado. Use a mesma agulha e pressão, tal como referido no ponto 1.2 (Figura 2d).</li>
	<li>Como na etapa 1.3., coloque todos os componentes da camada inferior do PCB. Consulte a Figura 3 para posição de componente e o arquivo complementar "bom_implantabledevice.csv" para a atribuição de componentes aos seus números.</li>
	<li>Repita o aquecimento do PCB com um soprador de ar quente para soldar todos os componentes do lado inferior. Use o mesmo processo como na etapa 1.4.</li>
	<li>Verifique visualmente o PCB para qualquer curto-circuitos. Se for encontrado qualquer curto-circuito, remova-o com um ferro de solda.</li>
	<li>Fabricação da bobina de carga/comunicação sem fio. Uso 17 espiras de fio de AWG42. O tamanho da bobina é 26 x 13.5 mm2 (Figura 4D). Torça os fios de dois saída.</li>
	<li>Projetar e manufaturar o eletrodo. O projeto de eletrodo é fornecido no arquivo complementar "gerber_electrodes.7z". Use o mesmo processo de fabricação como no passo 1.1. Este PCB é totalmente concluída após a fabricação, e sem componentes são necessários para ser soldados com ela. Solde dois fios de AWG42 para os contactos retangulares pequenos (Figura 4f)</li>
	<li>Preparar a antena usando a 7 cm de fio esmaltado e raspar 3 mm do esmalte de uma das extremidades (Figura 4e)</li>
	<li>Ligar o programador PICkit 3 o PCB (figura 4b-c)
	<ol>
<li>Conecte as almofadas 6 e 7, de acordo com a Figura 5, os pinos 2 e 3 do programador PICkit, respectivamente.</li>
		<li>Conecte as almofadas TP1, TP2 e TP3 (consulte a Figura 3) aos pinos 1, 5 e 4 do programador PICkit, respectivamente</li>
	</ol></li>
	<li>Conecte o programador PICkit 3 na porta USB de um computador com software MPLAB IPE instalado.</li>
	<li>Executar o software MPLAB IPE e programar o firmware para o microcontrolador.
	<ol>
<li>Execute o MPLAB IPE 3.61. Selecione "configurações | Modo avançado"</li>
		<li>No campo senha, digite a senha padrão que é 'microchip'. Clique em "logon". Um guia com diferentes painéis do lado esquerdo aparecerá.</li>
		<li>Na parte superior esquerda, clique em "Operar" e, em seguida, na parte superior do meio da tela, clique em "Campo de dispositivo" e digite "PIC16LF1783". Clique em "Aplicar".</li>
		<li>Selecione o painel "Power" à esquerda (Figura 6).</li>
		<li>Altere o valor de tensão VDD para 2,55. Este passo é fundamental. Cuidado: Definir esse valor acima de 2.8 V irá danificar a placa (Figura 7).</li>
		<li>Clique na opção "Poder alvo circuito" da "Ferramenta" (Figura 7).</li>
		<li>Clique na guia "Operar" à esquerda (Figura 6).</li>
		<li>Clique em "Conectar".</li>
		<li>Baixe o arquivo complementar "IMPLANTABLE_V2. X.Production.hex"e anote sua localização no disco rígido. No software do IPE, encontrar a linha de fonte e clique no botão "Procurar" perto dele (Figura 8).</li>
		<li>Clique em programa. Espere até que o software diz que o software foi baixado com êxito para o microcontrolador (Figura 9).</li>
	</ol></li>
	<li>Dessoldar os fios soldados às almofadas TP1, TP2 e TP3 (Figura 3) bem como arames soldadas às almofadas, 6 e 7 (Figura 5).</li>
	<li>Conecte o PCB para todos os outros componentes elétricos, exceto para a bateria (Figura 10a).<ol>
<li>Solda a bobina de carga/comunicação sem fio para almofadas 2 e 3 de acordo com a Figura 8. A polaridade não é importante.</li>
		<li>Ligue a antena para o bloco 1 de acordo com a Figura 5. Conecte os eletrodos de PCB para número de almofadas, 4 e 5 de acordo com a Figura 5. A polaridade não é importante.</li>
	</ol></li>
	<li>Solda a bateria CG-320 para almofadas de 6 e 7 (Figura 5). O terminal negativo da bateria deve ser soldado na almofada 7. Tenha cuidado ao executar os próximos passos. O dispositivo é agora alimentado e é sensível a curto-circuitos e o contacto com objectos metálicos.</li>
	<li>Para testar a funcionalidade do circuito de carregamento sem fio, todas as etapas na parte 2 precisam ser concluídas. Depois disso, coloque o transmissor/carregador sem fio nas proximidades do dispositivo. Use um multímetro para medir a tensão da bateria. Se a tensão da bateria está lentamente aumentando (vários mV / min), a função de carga está funcionando.</li>
	<li>Vento a antena em torno do dispositivo em uma espiral (Figura 10b)</li>
	<li>Corte um pedaço longo de 32 mm de um tubo termoretráctil com diâmetro interno de 9,5 mm.</li>
	<li>Coloque a bobina sobre o PCB. Consulte a Figura 7b para a colocação.</li>
	<li>Colocar o tubo termoretráctil sobre o dispositivo, a bobina e a antena. Somente os eléctrodos devem sobressair da tubagem. Consulte a Figura 7 c para colocação correta.</li>
	<li>Aqueça o tubo com um soprador de ar quente a 150 ° C para encolher e em seguida, deixe esfriar (Figura 10 d).</li>
	<li>Aplique a cola epóxi para a extremidade esquerda para selar um lado do tubo (Figura 10e).</li>
	<li>Cola o eletrodo o lado traseiro do PCB com tubulação. Cole também a outra extremidade do tubo. Consulte a Figura 10f para colocação correta.</li>
	<li>Aguarde pelo menos 24 h para a cola endurecer e curar totalmente.</li>
	<li>Após a conclusão do dispositivo transmissor/carregador sem fio, teste o dispositivo implantável para vazamentos de água, colocando-o em uma coluna de alta de 30 cm de solução salina saturada por 1h. Qualquer vazamento principal pode ser visto como uma queda brusca da tensão da bateria ou o mau funcionamento do dispositivo causado pela solução salina curto-circuito da eletrônica. Após o ensaio, o dispositivo está totalmente preparado para ser implantado.</li>
	<li>Teste a função de estimulação do implante usando um osciloscópio. Conectar-se dois eléctrodos de medição de osciloscópio para as estanho metais chapeadas almofadas contatos do eletrodo no dispositivo implantável. Observe o padrão de estimulação na tela do osciloscópio. O padrão de estimulação correta é dada na Figura 11.</li>
</ol>2. carregador/transmissor Design
<ol><li>O design de PCB é fornecido no arquivo complementar "gerber_transmitter.7z". Use o mesmo processo de fabricação quanto o dispositivo implantável. O diagrama esquemático é fornecido na Figura 12.</li>
	<li>Coloque os PCB sobre uma superfície plana. Use um dispensador de pasta de solda com 0,6 mm de agulha e 60 psi de pressão para distribuir manualmente a pasta de solda para cada bloco metálico sobre o PCB. A quantidade total de pasta de solda dispensada sobre o PCB não deve exceder 50 μL.</li>
	<li>Com um par de pinças antiestáticas, coloque todos os componentes na camada superior do PCB. Consulte a Figura 13 para a posição do componente e o arquivo complementar "bom_transmitterdevice.csv" para a atribuição de componentes para seus números.</li>
	<li>Use uma estação de pistola de ar quente PCB predefinida a 260 ° C para soldar todos os componentes. Esperar até que toda a pasta de solda derrete, guarde o soprador de ar quente e deixe o tabuleiro arrefecer à temperatura ambiente.</li>
	<li>Repita as etapas 2.3 – 2.4 para o lado inferior do dispositivo. Segui um procedimento semelhante, como durante o fabrico do dispositivo implantável.</li>
	<li>Criar uma bobina com 3 espiras de fio esmaltado de AWG18 (Figura 14C) e conectá-lo às almofadas, COIL1 e COIL2 (Figura 13).</li>
	<li>Fazer um dissipador de alumínio para os transistores de potência (Figura 13, Q1 e Q2). A forma exata do dissipador de calor não é crítica. Dentre as possíveis incorporações é mostrado na Figura 9 d. Neste caso, o dissipador de calor também forma um recinto para o dispositivo.</li>
	<li>Ligar o programador PICkit 3 o PCB montado. Conectar as almofadas TP1 TP5 (Figura 13) com pinos de 1 a 5 do programador PICkit, respectivamente.</li>
	<li>Conecte o programador PICkit 3 na porta USB de um computador com software MPLAB IPE instalado.</li>
	<li>
Executar o software MPLAB IPE e programar o firmware para o microcontrolador. O processo é o mesmo para o dispositivo implantável, exceto a tensão VDD e o arquivo carregado.
	<ol>
<li>Execute o MPLAB IPE 3.61. Selecione "configurações | Modo avançado".</li>
		<li>Na caixa senha, digite a senha padrão que é 'microchip'. Clique "Logon". Um guia com diferentes painéis do lado esquerdo aparecerá.</li>
		<li>Na parte superior esquerda, clique em "Operar" e, em seguida, na parte média superior da tela, clique o "Dispositivo" e digite "PIC16LF1783". Clique em "Aplicar".</li>
		<li>Selecione o painel "Power" no lado esquerdo</li>
		<li>Altere o valor de tensão VDD para 3.3.</li>
		<li>Clique na opção "Circuito de alvo de poder" da "Ferramenta".</li>
		<li>Clique na guia "Operar" no lado esquerdo.</li>
		<li>Clique em "Conectar".</li>
		<li>Baixe o arquivo complementar "IMPLANTABLE_V2_TRANSMITTER. X.Production.hex"e anote sua localização no disco rígido. No software do IPE, encontrar a linha de fonte e clique no botão "Procurar" próximo a ele.</li>
		<li>Clique em "Programa". Espere até que o software diz que o software foi baixado com êxito para o microcontrolador.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Dessoldar os fios soldados às almofadas TP1 para TP5</li>
	<li>Conecte uma fonte de alimentação 12 V para os V - e V + almofadas (Figura 5). O terminal negativo deve ser relacionado com o V-pad.</li>
	<li>Plug em um mini-USB para cabo USB-A para o X1 Conector (Figura 5) e se conectar a um computador com PuTTy software pré-instalado.</li>
	<li>
Abra o software PuTTY e configurá-lo (Figura 15).
	<ol>
<li>Abra o software PuTTY. Selecione "Serial" como tipo de conexão.</li>
		<li>Digite COMx como uma linha Serial, onde x é o número da porta COM do dispositivo. Se nenhum outro dispositivo de porta COM foi instalado, este número será 1.</li>
		<li>Digite "38400" como velocidade. Clique em "Abrir". O dispositivo transmissor/carregador está agora pronto para ser usado. H a tecla para obter ajuda.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. endoscópica implantação
<ol><li>
Use um porco mini ao vivo como um modelo in vivo , adulto (8-36 meses), 20-30 kg de peso.
	<ol>
<li>Deixe o porco rápido para 24 h antes do procedimento.</li>
		<li>Permitir que líquidos claros ad libitum.</li>
		<li>Administre tiletamina intramuscular (2 mg/kg), eficiente (2 mg/kg) e cetamina (11 mg/kg) como uma pré-medicação.</li>
		<li>Aplica inalação anestesia com isoflurano, N2O e injeção de propofol e tiopental intravenosa ad effectum (solução de 5%). Anestesia adequada é confirmada por reflexos e do tônus muscular, posição do olho, reflexo palpebral e reflexo pupilar. Temperatura corporal, circulação, ventilação e oxigenação são continuamente monitorados.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para realizar a implantação e a visualização, utilize um modelo animal dedicado do endoscópio. Inseri-lo usando o caminho padrão para o modelo in vivo .</li>
	<li>Segure o dispositivo externo com um laço. Depois disso, inseri-lo no estômago e, em seguida, soltá-lo.</li>
	<li>Extraia o endoscópio, equipá-la com um boné de dissecação (15,5 mm) e então re-inseri-lo no estômago.</li>
	<li>A fim de implantar o dispositivo a submucosa, aplica soro fisiológico misturado com azul de metileno na camada submucosa, utilizar um cateter de agulha de terapia de injeção (25 G).</li>
	<li>Faça uma incisão horizontal para criar uma abertura na submucosa, usando uma faca eletrocirúrgica com uma ponta em forma de botão.</li>
	<li>Usando o boné aposta, insira a tampa no espaço recentemente criado e com o uso de uma faca eletrocirúrgica, continuar perturbando, dilatando e dissecar a camada submucosa, criando uma bolsa suficientemente grande o suficiente para inserir o dispositivo de estimulação.</li>
	<li>Segure o dispositivo que está a mentir livremente dentro do estômago com loops de inserção e extração e, usando a pinça de preensão, navegá-lo no bolso submucosa. Coloque os eléctrodos de estimulação em contacto com a muscularis propria usando pinça de aperto.</li>
	<li>Use um sobre o escopo clip para fixar o dispositivo no lugar dentro da submucosa do bolso e impedir qualquer migração ou desalojar.</li>
</ol>4. experimento — Após a implantação
<ol><li>Após a implantação bem sucedida, coloque a bobina do carregador/transmissor na proximidade do dispositivo implantado.</li>
	<li>Conecte o dongle RTL2832 no PC.</li>
	<li>
Execute o software HDSDR e defina a frequência central 432 MHz.
	<ol>
<li>Abra o software HDSDR (Figura 15) para configurações corretas e o software PuTTY (Figura 16). No software HDSDR, clique em "opções | Selecione a entrada | ExtIO".</li>
		<li>Seleção de largura de banda — "960000". Selecione toques na frequência a 431,95 MHz. Selecione a frequência de sintonia a 432,00 MHz.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Transmitir uma sequência de Manchester codificado do carregador/transmissor pressionando a tecla R no terminal PuTTY e receber a resposta OOK modulada de implante pela observação da janela principal do HDSDR ( Figura 17e-f).</li>
</ol>5. eutanásia após a experiência
<ol><li>Use uma overdose de anestésica para eutanásia (dose letal de tiopental e KCl).</li>
</ol>

<ol><li>Abell, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gastric+electrical+stimulation+for+medically+refractory+gastroparesis%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Gastric electrical stimulation for medically refractory gastroparesis.</a> Gastroenterology. 125 (2), 421-428 (2003).</li>
<li>O'Grady, G., Egbuji, J., Du, P., Cheng, L. K., Pullan, A. J., Windsor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+gastric+electrical+stimulation+for+the+treatment+of+gastroparesis%3A+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Surg%22%5BJournal%5D)">High-frequency gastric electrical stimulation for the treatment of gastroparesis: a meta-analysis.</a> World J Surg. 33 (8), 1693-1701 (2009).</li>
<li>Chu, H., Lin, Y., Zhong, L., McCallum, R. W., Hou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+high-frequency+gastric+electrical+stimulation+for+gastroparesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Gastroenterol+Hepatol%22%5BJournal%5D)">Treatment of high-frequency gastric electrical stimulation for gastroparesis.</a> J Gastroenterol Hepatol. 27 (6), 1017-1026 (2012).</li>
<li>Rodríguez, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+therapy+of+the+lower+esophageal+sphincter+is+successful+in+treating+GERD%3A+final+results+of+open-label+prospective+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Surg+Endosc%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation therapy of the lower esophageal sphincter is successful in treating GERD: final results of open-label prospective trial.</a> Surg Endosc. 27 (4), 1083-1092 (2013).</li>
<li>Ellis, F., Berne, T. V., Settevig, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+prevention+of+experimentally+induced+reflux+by+electrical+stimulation+of+the+distal+esophagus%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Surg%22%5BJournal%5D)">The prevention of experimentally induced reflux by electrical stimulation of the distal esophagus.</a> Am J Surg. 115, 482-487 (1968).</li>
<li>Rinsma, N. F., Bouvy, N. D., Masclee, A. A. M., Conchillo, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+Stimulation+Therapy+for+Gastroesophageal+Reflux+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurogastroenterol%22%5BJournal%5D)">Electrical Stimulation Therapy for Gastroesophageal Reflux Disease.</a> J Neurogastroenterol. 20 (3), 287-293 (2014).</li>
<li>Medtronic Inc, <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMedtronic+Inc%2C++%22Enterra+Therapy+3116+-+Gastric+Electrical+Stimulation+System%22">Enterra Therapy 3116 - Gastric Electrical Stimulation System</a>. , December 2016 
 <a target="_blank" href="http://www.medtronic.com/content/dam/medtronic-com-m/mdt/neuro/documents/ges-ent3116-ptmanl.pdf">http://www.medtronic.com/content/dam/medtronic-com-m/mdt/neuro/documents/ges-ent3116-ptmanl.pdf</a> (2016).</li>
<li>Rodriguez, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-year+results+of+intermittent+electrical+stimulation+of+the+lower+esophageal+sphincter+treatment+of+gastroesophageal+reflux+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Two-year results of intermittent electrical stimulation of the lower esophageal sphincter treatment of gastroesophageal reflux disease.</a> Surgery. 157 (3), 556-567 (2015).</li>
<li>Hajer, J., Novák, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+Autonomous+Endoscopically+Implantable+Submucosal+Microdevice+Capable+of+Neurostimulation+in+the+Gastrointestinal+Tract%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroent+Res+Pract%22%5BJournal%5D)">Development of an Autonomous Endoscopically Implantable Submucosal Microdevice Capable of Neurostimulation in the Gastrointestinal Tract.</a> Gastroent Res Pract. , 8098067(2017).</li>
<li>Deb, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+innovative+techniques+for+the+endoscopic+implantation+and+securing+of+a+novel%2C+wireless%2C+miniature+gastrostimulator+%28with+videos%29%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointest.+Endosc%22%5BJournal%5D)">Development of innovative techniques for the endoscopic implantation and securing of a novel, wireless, miniature gastrostimulator (with videos).</a> Gastrointest. Endosc. 76 (1), 179-184 (2012).</li>
<li>Jiang, G., Zhou, D. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJiang%2C+G+%22Technology+advances+and+challenges+in+hermetic+packaging+for+implantable+medical+devices%22">Technology advances and challenges in hermetic packaging for implantable medical devices</a>. , (2017).</li>
<li>Vonthein, R., Heimerl, T., Schwandner, T., Ziegler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+and+biofeedback+for+the+treatment+of+fecal+incontinence%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Colorectal+Dis%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation and biofeedback for the treatment of fecal incontinence: a systematic review.</a> Int J Colorectal Dis. 28 (11), 1567-1577 (2013).</li>
</ol>

Este trabalho foi apoiado pela pesquisa projeto PROGRES-Q28 e concedido pela Universidade Charles de Praga. Os autores graças a bunda. Centro Prof Jan Martínek, pH.d. e PIGMOD.

O design do dispositivo implantável deve incidir principalmente sobre o tamanho total do dispositivo, perfis de estimulação realizáveis (tensão máxima, corrente máxima do resultado final, comprimento de pulsos e frequência de pulso). Principal limitação do ponto de vista de hardware é o tamanho e a disponibilidade de componentes adequados. Para minimizar o tamanho geral, componentes de montagem em superfície são preferidas por causa de sua embalagem compacta. A melhor solução seria integrar a microplaqueta desencapada mo...

Dismotilidade gástrica pode ser um sinal de várias doenças relativamente comuns como Gastroparesia, que geralmente é caracterizada por uma progressão crônica e impõe bastante graves consequências sobre o status social, trabalho e físico do paciente. Maioria dos casos de Gastroparesia costumam ser diabético ou idiopática em origem e muitas vezes são resistentes à medicação disponível1. Pacientes aflitos com esta condição mais comumente apresentam náuseas e repetidos vômitos. Com base em pesquisas anteriores, é sabido que a aplicação da estimulação elétrica baixa-energético de alta frequência pode ajudar eficazmente moderada e aliviar os sintomas de dismotilidade gástrica1,2.
Com base em estudos anteriores, está provado que gástrico estimulação elétrica de alta frequência pode melhorar significativamente os sintomas e o esvaziamento gástrico3. Ficou também demonstrado que a terapia de neuro-estimulador de esfíncter esofágico inferior é seguro e eficaz para o tratamento da doença do refluxo gastroesofágico (DRGE), reduzindo a exposição ácida e eliminando diariamente uso de inibidor (PPI) da bomba de protões sem estimulação relacionadas a efeitos adversos4. Antes de testes em humanos, primeiros estudos foram realizados em modelos animais (caninos modelos5). Baseado nestes estudos, estimulação elétrica do esfíncter esofágico inferior (LES, 20 Hz, largura de pulso de 3 ms) causou uma contração prolongada do LES5. Efeitos similares de alta (20 Hz, largura de pulso de 200 μs) e baixa (6 ciclos/min, largura de pulso de ms 375) frequência estimulação elétrica no LES em pacientes de DRGE foram investigados. Tanto alta e baixa frequência estimulação foram eficazes6. No entanto, atualmente, há apenas dois dispositivos de neuroestimulação para estimulação gástrica ou esofágica disponíveis no mercado7,8. Esses dispositivos, os eletrodos podem ser implantados cirurgicamente, por laparoscopia ou roboticamente. O dispositivo em si é implantado por via subcutânea. Isto requer anestesia geral e tem um dispositivo volumoso equipado, usando cateteres intramusculares que permitem a estimulação do tecido muscular esofágica ou gástrica. Então, a opção de usar um dispositivo de comunicação sem fio implantado na camada submucosa gástrica representaria uma vantagem definitiva e melhoria no conforto do paciente. Como afirmado na pesquisa anterior9,10, ficou provado que a implantação de um neuroestimulador miniatura em submucosa é possível. Para a implantação de submucosa endoscópica, usamos uma técnica chamada endoscópica submucosa embolsando (ESP), baseado no túnel submucosa endoscópica dissecação10. O objetivo desta pesquisa é melhorar ainda mais este conceito de um neuroestimulador implantável, principalmente no âmbito da gestão de energia (especificamente a capacidade de recarga sem fio), conformidade com as respectivas leis e regulamentos para wireless links de comunicação de dispositivos médicos implantáveis activos e possibilidade de neuroestimulação bipolar. Em seguida, o microneurostimulator apresentado é capaz de comunicação bidirecional e os parâmetros de estimulação podem ser alterados em tempo real, mesmo enquanto o dispositivo é implantado.
Esta técnica é apropriada para as equipes com uma terapêutica endoscopista experimentada em embolsar endoscópica ou dissecção do túnel. Em seguida, um hardware e um designer de software embarcado, com experimentam na construção de protótipos de hardware com microcontroladores e circuitos de rádio frequência, utilizando a tecnologia de montagem em superfície é necessária. Para construir os protótipos de hardware, um laboratório equipado com um refluxo de solda, estação e equipamento básico para medições elétricas (pelo menos um multímetro digital, osciloscópio, analisador de espectro e PICkit3 programador) é necessário.

<table><tbody><tr><td>EIA 0402 capacitor cerâmico 1.8 pF</td><td>AVX</td><td>04025U1R8BAT2A</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor cerâmico 100 nF</td><td>TDK</td><td>CGA2B3X7R1H104K050BB</td><td>7 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor cerâmico 100 pF</td><td>Murata Electronics</td><td>GRM1555C1H101JA01D</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 10 k&Omega;</td><td>Vishay</td><td>CRCW040210K7FKED</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor de cerâmica 10 nF</td><td>Murata Electronics</td><td>GRM155R71C103KA01D</td><td>3 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor de cerâmica 10 pF</td><td>Murata Electronics</td><td>GJM1555C1H100JB01D</td><td>3 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor de cerâmica 12 pF</td><td>Murata Electronics</td><td>GJM1555C1H120JB01D</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor de cerâmica 18 pF</td><td>KEMET</td><td>C0402C180J3GACAUTO</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 1 m&Omega;</td><td>Vishay</td><td>MCS04020C1004FE000</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 1 k&Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402FR-071KL</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor cerâmico 1 nF</td><td>Murata Electronics</td><td>GRM1555C1H102JA01D</td><td>3 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0603 capacitor cerâmico 2.2 uF</td><td>Murata Electronics</td><td>GCM188R70J225KE22D</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 220 k&Omega;</td><td>Vishay</td><td>CRCW0402220KJNED</td><td>5 pcs</td></tr><tr><td>0805 22 uH indutor</td><td>TDK</td><td>MLZ2012N220LT000</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 330 k&Omega;</td><td>Vishay</td><td>CRCW0402330KFKED</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0603 capacitor cerâmico 4.7 uF</td><td>TDK</td><td>C1608X6S1C475K080AC</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 470 &Omega;</td><td>Vishay</td><td>RCG0402470RJNED</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 470 k&Omega;</td><td>Vishay</td><td>CRCW0402470KJNED</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0603 indutor 470 nH</td><td>Murata Electronics</td><td>LQW18ANR47G00D</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor 47 k&Omega;</td><td>Murata Electronics</td><td>CRCW040247K0JNED</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>27.0000 MHz cristal 5032</td><td>AVX / Kyocera</td><td>KC5032A27.0000CMGE00</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor 6.8 pF</td><td>Murata Electronics</td><td>GJM1555C1H6R8CB01D</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 indutor 82 nH</td><td>EPCOS / TDK</td><td></td> B82498F3471J <td>1 pc</td></tr><tr><td>ABS05 32.768 kHz cristal</td><td>ABRACON ABS05-32.768KHZ-T</td><td></td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Diodo schottky CDBU00340-HF</td><td>Tecnologia COMCHIP</td><td>CDBU00340-HF</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>CG-320S Li-Ion bateria pontual</td><td>Panasonic</td><td>CG-320S</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>HSMS282P retificador de diodo schottky</td><td>Broadcom / Avago</td><td>HSMS-282P-TR1G</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>MAX8570 conversor elevador</td><td>Maxim Integrated</td><td>MAX8570EUT+T</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>MICRF113 transmissor</td> <td>RFMicrochip Technology</td><td>MICRF113YM6-TR</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>4.3 V Zener diodo</td><td>ON Semiconductor MM3Z4V3ST1G</td><td></td><td>1 pc</td></tr><tr><td>OPA237 amplificador operacional</td><td>Texas Instruments</td><td>OPA237N</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>PIC16LF1783 microcontrolador de 8 bits</td><td>Microchip Technology</td><td>PIC16LF1783-I/ML</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>TPS70628 regulador de baixa queda</td><td>Texas Instruments</td><td>TPS70628DBVT</td><td>1 peça</td></tr><tr><td>Resistor de filme espesso EIA 1206 0 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC1206JR-070RL</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0603 resistor de filme espesso 0 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0603JR-070RL</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 100 k&Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402FR-07100KL</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0603 resistor de filme espesso 100 k&Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0603FR-07100KL</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 0805 capacitor cerâmico 100 nF</td><td>KEMET</td><td>C0805C104K5RAC7210</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 10 k&Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402JR-0710KL</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 1206 capacitor cerâmico 10 nF</td><td>Samsung</td><td>CL31B103KHFSW6E</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 1 k&Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402JR-071KL</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 220 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402JR-07220RL</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor cerâmico 220 nF</td><td>TDK</td><td>C1005X5R1C224K050BB</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>EIA 1206 capacitor cerâmico 22 nF</td><td>TDK</td><td>C3216X7R2J223K130AA</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>SMC B capacitor de tântalo 22 uF</td><td>AVX</td><td>TPSB226K010T0700&nbsp;</td><td>1 peça</td></tr><tr><td>EIA 0402 resistor de filme espesso 27 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0402FR-0727RL</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 1206 resistor de filme espesso 3.3 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC1206JR-073K3L</td><td>3 pcs</td></tr><tr><td>SOT23 3.3V diodo zener</td><td>ON Semiconductor</td><td>BZX84C3V3LT1G</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>SMC A capacitor de tântalo 4.7uF</td><td>KEMET</td><td>T491A475M016AT</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0603 resistor de filme espesso 470 &Omega;</td><td>Yageo</td><td>RC0603JR-07470RL</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>EIA 1206 capacitor de cerâmica 470 nF</td><td>KEMET</td><td>C1206C471J5GACTU</td><td>3 pcs</td></tr><tr><td>Capacitor eletrolítico 470 uF</td><td>Panasonic</td><td>EEE-1CA471UP</td><td>3 pcs</td></tr><tr><td>EIA 0402 capacitor de cerâmica 47 pF</td><td>AVX</td><td>04025A470JAT2A</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>0603 LED VERDE</td><td>Lite-On Inc.</td><td>LTST-C191KGKT</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>0603 LED VERMELHO</td><td>Lite-On Inc.</td><td>LTST-C191KRKT</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>16 MHz CX3225 cristal</td><td>EPSON</td><td>FA-238 16.0000MB-C3</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>0805 grânulo de ferrite</td><td>Wurth Electronics Inc.</td><td>742792040</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>IR2110SO driver FET</td><td>Infineon Technologies</td><td>IR2110SPBF</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>FT230XS USB para seri&aacute; l conversor</td><td>FTDI Ltd.</td><td>FT230XS-R</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Conector Mini USB</td><td>EDAC Inc.</td><td>690-005-299-043</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>PIC16F1783 microcontrolador de 8 bits</td><td>Microchip Technology</td><td>PIC16F1783-I/ML</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>REG1117 regulador de 3,3 V SOT223</td><td>Texas Instruments</td><td>REG1117-3.3/2K5</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Schottky SMB retificador de diodo</td><td>STMicroelectronics</td><td>STPS3H100UF</td><td>1</td></tr><tr><td>pc pacote SMB Diodo TVS</td><td>Littelfuse Inc.</td><td>1KSMBJ6V8</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>IRLZ44NPBF MOSFET N-channel</td><td>Infineon Technologies</td><td>IRLZ44NPBF</td><td>2 pcs</td></tr><tr><td>RTL2832U receptor dongle</td><td>EVOLVEO</td><td>Mars</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>PICkit 3</td><td>Microchip Technology</td><td>PICkit 3</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Mini USB para USB A cabo</td><td>OEM</td><td>Mini USB para USB-A</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Placa de circuito impresso, dispositivo implantável</td><td>---</td><td>Fabricação com o arquivo suplementar fornecido</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Placa de circuito impresso, dispositivo transmissor/receptor</td><td>---</td><td>Fabricação com o arquivo suplementar fornecido</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Placa de circuito impresso, dispositivo implantável</td><td>---</td><td>Fabricação com o arquivo suplementar fornecido</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Fio AWG18</td><td>Fio Alpha</td><td>3055 BK001</td><td>2 m</td></tr><tr><td>AWG42 fio</td><td>Daburn Eletrônica</td><td>2420/42 BK-100</td><td>1 m</td></tr><tr><td>Olympus GIFQ-160</td><td>Olympus</td><td>N/A (peça obsoleta)</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Faca eletrocirúrgica de uso único com ponta em forma de botão e função de jato integrada</td><td>Olympus</td><td>KD-655L</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Caixa eletrocirúrgica oval de uso único</td><td>Olympus</td><td>SD-210U-15</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Para-sol de lente de 15,5 mm</td><td>FujiFilm</td><td>DH-28GR</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Cateter de agulha de terapia de injeção</td><td>Boston Scientific</td><td>25G</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Alligator law grasping forceps</td><td>Olympus</td><td>FG-6L-1</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Instant Mix 5 min epoxy</td><td>Loctite</td><td>N/A</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>Tubo termoencolhível, diâmetro interno 9,5 mm</td><td>TE Connectivity</td><td>RNF-100-3/8-X-STK</td><td>1 pc</td></tr><tr><td>ChipQuik pasta de solda</td><td>Chip Quik</td><td>SMD4300AX10</td><td>1 peça</td></tr></tbody></table>

autónoma e recarregável microneurostimulator endoscopicamente implantável para a submucosa

Autonomous and Rechargeable Microneurostimulator Endoscopically Implantable into the Submucosa

Dismotilidade gástrica pode ser um sinal de doenças comuns, tais como longa diabetes mellitus. É sabido que a aplicação da estimulação baixa-energético de alta frequência pode ajudar eficazmente moderada e aliviar os sintomas de dismotilidade gástrica. O objetivo da pesquisa foi o desenvolvimento de uma miniatura, dispositivo endoscopicamente implantável para um bolso submucosa. O dispositivo implantável é um pacote eletrônico totalmente personalizado, que foi projetado especificamente para fins de experimentação na submucosa. O dispositivo é equipado com uma bateria de iões de lítio que pode ser recarregada sem fio através da recepção de um campo magnético incidente da bobina de carga/transmitir. A comunicação é alcançada em uma banda de MedRadio em 432 MHz. O dispositivo foi inserido por via endoscópica no bolso submucosa de um porco doméstico ao vivo usado como um modelo in vivo , especificamente no antro do estômago. O experimento confirmou que o dispositivo projetado pode ser implantado em da submucosa e é capaz de comunicação bidirecional. O dispositivo pode executar a estimulação bipolar do tecido muscular.

A figura 17 mostra que uma colocação endoscópica do neuroestimulador gástrica em um bolso na submucosa, bem como a correcta colocação dos eléctrodos para a camada muscular foi bem sucedida. As dimensões do dispositivo (Figura 10) são 35 x 15 x 5 mm3 , enquanto o peso é 2.15 g. Figura 17 mostra o diagrama de circuito do dispositivo, mostrando que o dispositivo é composto por 6 módulos d...

A aplicação da estimulação baixa-energético de alta frequência pode aliviar os sintomas de dismotilidade gástrica. Nesta pesquisa, é apresentado um dispositivo miniatura, endoscopicamente implantável e sem fio recarregável que é implantado em um bolso da submucosa. Sucesso tanto vias comunicação e controle de estimulação foram alcançados durante um experimento em porco ao vivo.

Autónoma e recarregável Microneurostimulator endoscopicamente implantável para a Submucosa

Gastric dysmotility can be a sign of common diseases such as longstanding diabetes mellitus. It is known that the application of high-frequency ...

A principal vantagem dessa técnica é que ela oferece uma abordagem significativamente menos invasiva. Geralmente, indivíduos novos neste método lutarão porque o desenvolvimento de dispositivos implantáveis é uma disciplina que requer experiência tanto no design de hardware quanto em software. A demonstração visual deste método é fundamental, pois a implantação submucosal endoscópica é um procedimento experimental atualmente não utilizado na prática diária.Para iniciar este procedimento, coloque os PCBs em uma superfície plana. Use um dispensador de pasta de solda com uma agulha de 0,6 milímetros e 60 psi pressão para distribuir manualmente menos de 15 microliters da pasta de solda em cada almofada metálica do PCB. Comece com o lado superior do PCB.Com um par de pinças antiestáticas, coloque todos os componentes na camada superior do PCB. Atribua as posições e componentes dos componentes aos seus números. Depois disso, use uma estação de airgun quente PCB a 260 graus Celsius para soldar todos os componentes.Espere até que toda a pasta de solda derreta. Guarde a pistola de ar quente e deixe a placa esfriar até a temperatura ambiente. Conecte o PCB a todos os outros componentes elétri

autonomous-rechargeable-microneurostimulator-endoscopically

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Nós fornecemos informações úteis para os cirurgiões que estão aprendendo o processo de implantação de eletrodos de registro crônicas neurais. Técnicas para sistemas de eléctrodos de ambos penetrantes e de superfície são descritos em um modelo animal de roedores.

Implante cirúrgico de crônicas Eletrodos Neurais para registrar a atividade única Unidade e Sinais eletrocorticográfica

Neste vídeo, demonstramos o procedimento para a instalação de um eletrodo de estimulação periódica automatizada no nervo vago para monitoramento de nervos durante cirurgias de tireoide em um modelo suíno. Isso ajuda na identificação correta do nervo alvo durante os procedimentos cirúrgicos.

Instalação automatizada de eletrodos de estimulação periódica: uma técnica para implantar cirurgicamente um dispositivo de estimulação automatizada no nervo vago em um modelo suíno

Um método para implantar eletrodos no núcleo subtalâmico (STN) de ratos é descrito. A melhor localização do STN foi obtida usando um sistema de microregistro. Além disso, é apresentada uma configuração de estimulação caracterizada por conexões duradouras entre a cabeça do animal e o estimulador.

Microeletrodos guiada implantação de eletrodos no subtalâmica Núcleo de Ratos por longo prazo Estimulação Profunda do Cérebro

Este estudo tem como objetivo desenvolver um protocolo padrão de monitoramento neural intra-operatória de cirurgia de tireoide em um modelo de suínos. Aqui, apresentamos um protocolo para demonstrar a anestesia geral, para comparar diferentes tipos de eletrodos e investigar as características eletrofisiológicas dos nervos laríngeos recorrentes, normais e feridos.

Monitoramento Neural intra-operatória de cirurgia de tireoide em um modelo de suínos

Apresentado aqui é um protocolo para a fabricação de um sistema implantável para registro cronológico in vivo de potenciais eletromiográficos evocados e espontâneos. O sistema é aplicado à investigação da reinervação dos músculos laríngeos após lesão nervosa.

Um sistema implantável para eletromiografia crônica in vivo

Apresentamos um sistema de microinvacinação projetado para eletrofisiologia e entrega assistida de sondas experimentais (ou seja, nanossensores, microeletrodos), com infusão opcional de medicamentos. Componentes microfluídicos amplamente disponíveis são acoplados a uma cânula contendo a sonda. Um protocolo passo a passo para a construção de microinjectrodes está incluído, com resultados durante a infusão de muscimol no córtex de macaco.

Sistema de microininjeção para infusão combinada de drogas e eletrofisiologia

O manuscrito apresenta um sensor de pH implantável em miniatura com saída sem fio modulada ASK, juntamente com um circuito receptor totalmente passivo baseado em diodos schottky de viés zero. Esta solução pode ser utilizada como base no desenvolvimento de dispositivos de terapia de eletroestimulação calibrada in vivo e para monitoramento ambulatorial de pH.

Construção de um sensor endoscopicamente implantável habilitado para sem fio para monitoramento de pH com receptor baseado em diodo schottky de viés zero

Este é um protocolo para o implante cirúrgico e operação de uma interface sem fio para nervos periféricos. Demonstramos a utilidade dessa abordagem com exemplos de estimuladores de nervo colocados no nervo ciático ou frênico de ratos.

Implantação e Controle de Sistemas Sem Fio e Sem Bateria para Interface de Nervos Periféricos

Aqui, apresentamos um sistema de implante de sonda leve e econômico para eletrofisiologia crônica em roedores otimizado para facilidade de uso, recuperação de sonda, versatilidade experimental e compatibilidade com o comportamento.

O implante DREAM: um sistema de implante leve, modular e econômico para eletrofisiologia crônica em camundongos com cabeça fixa e comportamento livre

Cirurgia no útero de sobrevivência em camundongos permite a manipulação molecular de expressão de genes durante o desenvolvimento. Aqui nós descrevemos o uso de alta freqüência ultra-sonografia para guiar a injeção de vetores retrovirais para o cérebro do rato no dia embrionário (E) 9.5.

Ultra-som guiada microinjeção em parte frontal do cérebro do rato In Utero Em E9.5

Aprenda a implantar um microneuroestimulador gástrico autônomo na submucosa por via endoscópica em modelos suínos. Este método minimamente invasivo oferece nova abordagem para tratar dismotilidade gástrica com redução de complicações.

Autónoma e recarregável Microneurostimulator endoscopicamente implantável para a Submucosa

Explorar mais vídeos