Un sistema implantable alimentado inductivamente para estudiar la electrofisiología gastrointestinal en roedores que se comportan libremente
Autores: Berry, Dylan T.; Choi, Joanne; Dexheimer, Calla A.; Verhaalen, Morgan A.; Javan-Khoshkholgh, Amir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un sistema implantable alimentado inductivamente para estudiar la electrofisiología gastrointestinal en roedores que se comportan libremente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Motilidad gástrica
Implantes gástricos
Actividad bioeléctrica
Trastornos gastrointestinales funcionales
Electrofisiología
Disfunciones de la motilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Los estudios crónicos en sujetos conscientes en ayunas y alimentados son fundamentales para comprender la importancia fisiopatológica de los trastornos gastrointestinales (GI) funcionales y las disfunciones de la motilidad. Para estudiar la electrofisiología del tracto GI a largo plazo, es esencial el desarrollo de implantes gástricos. Este artículo presenta el desarrollo de un sistema implantable capaz de monitorear la actividad bioeléctrica del sistema gástrico y modular la actividad en roedores que se comportan libremente. El sistema consta de una unidad implantable de tamaño miniatura (IU), una unidad estacionaria (SU) que se comunica con la IU a través de un enlace bidireccional de radiofrecuencia (RF) de campo lejano de 2,4 GHz, y una unidad de carga (CU) que establece una comunicación de campo cercano inductiva de 13,56 MHz (NFC) con la IU, implementando una transferencia de energía inalámbrica adaptativa (WPT). La CU puede generar una potencia ajustable entre +20 dBm y +30 dBm y, en presencia de movimientos corporales y motilidad estomacal, puede suministrar un voltaje rectificado constante a la IU. La exposición del sujeto vivo a la WPT electromagnética en el sistema desarrollado cumple con las restricciones de absorción de energía de RF por razones de salud y seguridad. El sistema se puede utilizar para investigar la relación entre los trastornos GI funcionales y las disritmias en la actividad bioeléctrica gástrica y estudiar el potencial de las terapias electroceuticas para disfunciones de la motilidad en entornos clínicos.
Descripción
Los estudios crónicos en sujetos conscientes en ayunas y alimentados son fundamentales para comprender la importancia fisiopatológica de los trastornos gastrointestinales (GI) funcionales y las disfunciones de la motilidad. Para estudiar la electrofisiología del tracto GI a largo plazo, es esencial el desarrollo de implantes gástricos. Este artículo presenta el desarrollo de un sistema implantable capaz de monitorear la actividad bioeléctrica del sistema gástrico y modular la actividad en roedores que se comportan libremente. El sistema consta de una unidad implantable de tamaño miniatura (IU), una unidad estacionaria (SU) que se comunica con la IU a través de un enlace bidireccional de radiofrecuencia (RF) de campo lejano de 2,4 GHz, y una unidad de carga (CU) que establece una comunicación de campo cercano inductiva de 13,56 MHz (NFC) con la IU, implementando una transferencia de energía inalámbrica adaptativa (WPT). La CU puede generar una potencia ajustable entre +20 dBm y +30 dBm y, en presencia de movimientos corporales y motilidad estomacal, puede suministrar un voltaje rectificado constante a la IU. La exposición del sujeto vivo a la WPT electromagnética en el sistema desarrollado cumple con las restricciones de absorción de energía de RF por razones de salud y seguridad. El sistema se puede utilizar para investigar la relación entre los trastornos GI funcionales y las disritmias en la actividad bioeléctrica gástrica y estudiar el potencial de las terapias electroceuticas para disfunciones de la motilidad en entornos clínicos.