L’application de la stimulation basse énergie haute fréquence peut atténuer les symptômes de dysmotilité gastrique. Dans cette recherche, un dispositif miniature, par voie endoscopique implantable et sans fil rechargeable qui est implanté dans une poche de la sous-muqueuse est présenté. Communication réussie de deux voies et contrôle de stimulation ont été réalisées au cours d’une expérience sur les porcs vivants.
Dysmotilité gastrique peut être un signe de maladies courantes comme le diabète de longue date. On sait que l’application de la stimulation basse énergie haute fréquence peut aider efficacement modérer et soulager les symptômes de dysmotilité gastrique. La recherche visait le développement d’une miniature, le dispositif par voie endoscopique implantable à une poche de la sous-muqueuse. Le dispositif implantable est un boitier Electronique entièrement personnalisé qui a été spécialement conçu pour l’application des expériences dans la sous-muqueuse. L’appareil est équipé d’une batterie lithium-ion qui peut être rechargée sans fil en recevant un champ magnétique incident par la bobine de charge/transmission. La liaison montante de la communication s’effectue dans une bande MedRadio à 432 MHz. L’appareil était sous endoscopie insérée dans le renfoncement sous-muqueux de cochon domestique vivant utilisé comme un modèle in vivo , plus précisément dans l’antre de l’estomac. L’expérience a confirmé que l’appareil conçu peut être implanté dans la sous-muqueuse et est capable de communication bidirectionnelle. L’appareil peut effectuer une stimulation bipolaire du tissu musculaire.
Dysmotilité gastrique peut être un signe de plusieurs maladies relativement courantes comme la gastroparésie, qui est habituellement caractérisée par une évolution chronique et impose des conséquences plutôt sévères sur l’État social, professionnelles et physique du patient. Plupart des cas de gastroparésie sont généralement diabétique ou idiopathique en origine et sont souvent résistantes aux médicaments disponibles1. Patients atteints de cette condition plus souvent présent avec nausées et répètent vomissement. Basé sur des recherches antérieures, il est connu que l’application de la stimulation électrique basse-énergie de haute fréquence peut aider efficacement modérer et soulager les symptômes de dysmotilité gastrique1,2.
Se fondant sur des études antérieures, il est prouvé que les hautes fréquences stimulation électrique gastrique peut améliorer considérablement les symptômes et la vidange gastrique3. Il a également été démontré que thérapie de neurostimulateur sphincter oesophagien inférieure est sûr et efficace pour le traitement du reflux gastro-œsophagien (RGO), réduire l’exposition à l’acide et en éliminant tous les jours l’utilisation de la pompe à protons inhibiteur (IPP) sans la stimulation liées effets indésirables4. Avant les essais chez l’homme, premières études ont été réalisées sur des modèles animaux (canine modèles5). Après ces études, la stimulation électrique du sphincter oesophagien inférieur (LES, 20 Hz, largeur d’impulsion de 3 ms) a une contraction prolongée de la LES5. Effets similaires de stimulation électrique sur LES patients de RGO on a étudié les élevé (20 Hz, largeur d’impulsion de 200 μs) et basses (6 cycles/min, largeur d’impulsion de 375 ms). Haute et basse fréquence stimulation ont été efficaces6. Cependant, actuellement, il y a seulement deux dispositifs de neurostimulation pour la stimulation gastrique ou oesophagienne disponibles sur le marché7,8. Dans ces dispositifs, les électrodes peuvent être implantés chirurgicalement, par voie laparoscopique ou robotisé. Le dispositif lui-même est implanté sous la peau. Cela nécessite une anesthésie générale et ont un dispositif encombrant monté, grâce à des sondes par voie intramusculaire, permettant la stimulation du tissu musculaire gastrique ou oesophagienne. Ainsi, la possibilité d’utiliser un périphérique sans fil communicant implanté dans la couche sous-muqueuse gastrique représenterait un avantage certain et améliorer le confort du patient. Comme indiqué dans la précédente recherche9,10, il a été prouvé que l’implantation d’un neurostimulateur miniature dans la sous-muqueuse est possible. D’implantation endoscopique sous-muqueuse, nous utilisons une technique appelée endoscopique sous-muqueuse empoche (ESP), issu de dissection endoscopique sous-muqueuse tunnel10. L’objectif de cette recherche est d’améliorer encore cette notion d’un neurostimulateur implantable, principalement dans le cadre de la gestion de l’alimentation (plus précisément la capacité de recharge sans fil), la conformité avec les législations et dispositions pour le sans fil liaisons de communication à médicaux implantables et possibilité de neurostimulation bipolaire. Ensuite, le microneurostimulator présenté est capable de communication bidirectionnelle et les paramètres de stimulation sont modifiables en temps réel, même tandis que le dispositif est implanté.
Cette technique consiste pour les équipes avec un endoscopiste thérapeutique connu en empochant endoscopique ou les dissections de tunnel. Ensuite, un matériel et un concepteur de logiciels embarqués avec expérience dans la construction de prototypes de matériel avec des microcontrôleurs et des circuits de radio fréquence en utilisant la technologie de montage en surface est nécessaire. Pour la construction des prototypes de matériels, un laboratoire équipé d’une refusion à souder station et l’équipement de base pour des mesures électriques (au moins un multimètre numérique, un oscilloscope, un analyseur de spectre et PICkit3 programmeur) est requis.
La conception du dispositif implantable devrait se concentrer principalement sur la taille globale de l’appareil, profils réalisables de stimulation (tension maximale, courant livrable maximum, durée des impulsions et la fréquence des impulsions). Principale limitation du point de vue matériel est la taille et la disponibilité des composants adaptés. Pour réduire la taille globale, composants montés en surface sont préférés en raison de leur emballage compact. La meilleure solution serait d’intégrer la pu…
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.
EIA 0402 ceramic capacitor 1.8 pF | AVX | 04025U1R8BAT2A | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 100 nF | TDK | CGA2B3X7R1H104K050BB | 7 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 100 pF | Murata Electronics | GRM1555C1H101JA01D | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 10 kΩ | Vishay | CRCW040210K7FKED | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 10 nF | Murata Electronics | GRM155R71C103KA01D | 3 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 10 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H100JB01D | 3 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 12 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H120JB01D | 2 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 18 pF | KEMET | C0402C180J3GACAUTO | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 1 mΩ | Vishay | MCS04020C1004FE000 | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 1 kΩ | Yageo | RC0402FR-071KL | 1 pc |
EIA 0402 ceramic capacitor 1 nF | Murata Electronics | GRM1555C1H102JA01D | 3 pcs |
EIA 0603 ceramic capacitor 2.2 uF | Murata Electronics | GCM188R70J225KE22D | 2 pcs |
EIA 0402 resistor 220 kΩ | Vishay | CRCW0402220KJNED | 5 pcs |
0805 22 uH inductor | TDK | MLZ2012N220LT000 | 1 pc |
EIA 0402 resistor 330 kΩ | Vishay | CRCW0402330KFKED | 1 pc |
EIA 0603 ceramic capacitor 4.7 uF | TDK | C1608X6S1C475K080AC | 1 pc |
EIA 0402 resistor 470 Ω | Vishay | RCG0402470RJNED | 1 pc |
EIA 0402 resistor 470 kΩ | Vishay | CRCW0402470KJNED | 1 pc |
EIA 0603 inductor 470 nH | Murata Electronics | LQW18ANR47G00D | 1 pc |
EIA 0402 resistor 47 kΩ | Murata Electronics | CRCW040247K0JNED | 2 pcs |
27.0000 MHz crystal 5032 | AVX / Kyocera | KC5032A27.0000CMGE00 | 1 pc |
EIA 0402 capacitor 6.8 pF | Murata Electronics | GJM1555C1H6R8CB01D | 1 pc |
EIA 0402 inductor 82 nH | EPCOS / TDK | B82498F3471J | 1 pc |
ABS05 32.768 kHz crystal | ABRACON | ABS05-32.768KHZ-T | 1 pc |
CDBU00340-HF schottky diode | COMCHIP technology | CDBU00340-HF | 2 pcs |
CG-320S Li-Ion pinpoint battery | Panasonic | CG-320S | 1 pc |
HSMS282P schottky diode rectifier | Broadcom / Avago | HSMS-282P-TR1G | 1 pc |
MAX8570 step-up converter | Maxim Integrated | MAX8570EUT+T | 1 pc |
MICRF113 RF transmitter | Microchip Technology | MICRF113YM6-TR | 1 pc |
4.3 V Zener diode | ON Semiconductor | MM3Z4V3ST1G | 1 pc |
OPA237 operational amplifier | Texas Instruments | OPA237N | 1 pc |
PIC16LF1783 8-bit microcontroller | Microchip Technology | PIC16LF1783-I/ML | 1 pc |
TPS70628 low-drop regulator | Texas Instruments | TPS70628DBVT | 1 pc |
EIA 1206 thick film resistor 0 Ω | Yageo | RC1206JR-070RL | 2 pcs |
EIA 0603 thick film resistor 0 Ω | Yageo | RC0603JR-070RL | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 100 kΩ | Yageo | RC0402FR-07100KL | 1 pc |
EIA 0603 thick film resistor 100 kΩ | Yageo | RC0603FR-07100KL | 1 pc |
EIA 0805 ceramic capacitor 100 nF | KEMET | C0805C104K5RAC7210 | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 10 kΩ | Yageo | RC0402JR-0710KL | 1 pc |
EIA 1206 ceramic capacitor 10 nF | Samsung | CL31B103KHFSW6E | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 1 kΩ | Yageo | RC0402JR-071KL | 2 pcs |
EIA 0402 thick film resistor 220 Ω | Yageo | RC0402JR-07220RL | 2 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 220 nF | TDK | C1005X5R1C224K050BB | 1 pc |
EIA 1206 ceramic capacitor 22 nF | TDK | C3216X7R2J223K130AA | 2 pcs |
SMC B tantalum capacitor 22 uF | AVX | TPSB226K010T0700 | 1 pc |
EIA 0402 thick film resistor 27 Ω | Yageo | RC0402FR-0727RL | 2 pcs |
EIA 1206 thick film resistor 3.3 Ω | Yageo | RC1206JR-073K3L | 3 pcs |
SOT23 3.3V zener diode | ON Semiconductor | BZX84C3V3LT1G | 1 pc |
SMC A tantalum capacitor 4.7uF | KEMET | T491A475M016AT | 2 pcs |
EIA 0603 thick film resistor 470 Ω | Yageo | RC0603JR-07470RL | 2 pcs |
EIA 1206 ceramic capacitor 470 nF | KEMET | C1206C471J5GACTU | 3 pcs |
Electrolytic capacitor 470 uF | Panasonic | EEE-1CA471UP | 3 pcs |
EIA 0402 ceramic capacitor 47 pF | AVX | 04025A470JAT2A | 2 pcs |
0603 GREEN LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KGKT | 1 pc |
0603 RED LED | Lite-On Inc. | LTST-C191KRKT | 1 pc |
16 MHz CX3225 crystal | EPSON | FA-238 16.0000MB-C3 | 1 pc |
0805 ferrite bead | Wurth Electronics Inc. | 742792040 | 1 pc |
IR2110SO FET driver | Infineon Technologies | IR2110SPBF | 1 pc |
FT230XS USB to seriál converter | FTDI Ltd. | FT230XS-R | 1 pc |
Mini USB connector | EDAC Inc. | 690-005-299-043 | 1 pc |
PIC16F1783 8-bit microcontroller | Microchip Technology | PIC16F1783-I/ML | 1 pc |
REG1117 3.3 V regulator SOT223 | Texas Instruments | REG1117-3.3/2K5 | 1 pc |
Schottky SMB diode rectifier | STMicroelectronics | STPS3H100UF | 1 pc |
SMB package TVS diode | Littelfuse Inc. | 1KSMBJ6V8 | 1 pc |
IRLZ44NPBF N-channel MOSFET | Infineon Technologies | IRLZ44NPBF | 2 pcs |
RTL2832U receiver dongle | EVOLVEO | Mars | 1 pc |
PICkit 3 | Microchip Technology | PICkit 3 | 1 pc |
Mini USB to USB A cable | OEM | Mini USB to USB-A | 1 pc |
Printed circuit board, implantable device | — | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
Printed circuit board, transmitter/receiver device | — | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
Printed circuit board, implantable device | — | Manufacture with the provided supplementary file | 1 pc |
AWG18 wire | Alpha Wire | 3055 BK001 | 2 m |
AWG42 wire | Daburn Electronics | 2420/42 BK-100 | 1 m |
Olympus GIFQ-160 | Olympus | N/A (part is obsoleted) | 1 pc |
Single-use electrosurgical knife with knob-shaped tip and integrated jet function | Olympus | KD-655L | 1 pc |
Single-use oval electrosurgical snare | Olympus | SD-210U-15 | 1 pc |
15.5 mm lens hood | FujiFilm | DH-28GR | 1 pc |
Injection therapy needle catheter | Boston Scientific | 25G | 1 pc |
Alligator law grasping forceps | Olympus | FG-6L-1 | 1 pc |
Instant Mix 5 min epoxy | Loctite | N/A | 1 pc |
Heat shrinkable tubing, inside diameter 9.5 mm | TE Connectivity | RNF-100-3/8-X-STK | 1 pc |
ChipQuik solder paste | Chip Quik | SMD4300AX10 | 1 pc |