Diminuto dispositivo inalámbrico arroja luz sobre la lucha contra la obesidad
Dr. El dispositivo en forma de paleta de Sung II Park consiste en una cosechadora que contiene microchips para comunicación inalámbrica. El cosechador también produce corrientes para alimentar los LED insertados cerca del extremo del eje. Crédito: Facultad de Ingeniería de la Universidad de Texas A&M
La cirugía de derivación gástrica a veces es el último recurso para quienes luchan contra la obesidad o tienen problemas de salud graves debido a su peso. Dado que este procedimiento implica hacer una pequeña bolsa estomacal y desviar el tracto digestivo, es muy invasivo y prolonga el período de recuperación de los pacientes. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Texas A&M describieron un dispositivo médico que podría ayudar con la pérdida de peso y requiere un procedimiento quirúrgico más simple para su implantación.
Los investigadores dijeron que su dispositivo del tamaño de un centímetro brinda la sensación de saciedad al estimular las terminaciones del nervio vago con luz. A diferencia de otros dispositivos que requieren un cable de alimentación, su dispositivo es inalámbrico y se puede controlar externamente desde una fuente de radiofrecuencia remota.
«Queríamos crear un dispositivo que no solo requiriera una cirugía mínima para su implantación, sino que también permitiera estimular terminaciones nerviosas específicas en el estómago», dijo el Dr. Sung II Park, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. «Nuestro dispositivo tiene el potencial de hacer ambas cosas en las duras condiciones gástricas que, en el futuro, pueden ser muy beneficiosas para las personas que necesitan cirugías drásticas para perder peso».
Más detalles sobre su dispositivo se publican en la edición de enero de Nature Communications.
La obesidad es una epidemia mundial. Además, sus problemas de salud asociados tienen un impacto económico significativo en el sistema de atención médica de los EE. UU., con un costo de $ 147 mil millones al año. Además, la obesidad pone a las personas en riesgo de enfermedades crónicas como diabetes, enfermedades cardíacas e incluso algunos tipos de cáncer. Para aquellos con un índice de masa corporal superior a 35 o que tienen al menos dos afecciones relacionadas con la obesidad, la cirugía ofrece un camino para que los pacientes no solo pierdan el exceso de peso sino que mantengan su peso a largo plazo.
En los últimos años, el nervio vago ha recibido mucha atención como objetivo para el tratamiento de la obesidad, ya que proporciona información sensorial sobre la plenitud desde el revestimiento del estómago hasta el cerebro. Aunque existen dispositivos médicos que pueden estimular las terminaciones del nervio vago y, en consecuencia, ayudar a controlar el hambre, estos dispositivos tienen un diseño similar a un marcapasos, es decir, los cables conectados a una fuente de corriente proporcionan descargas eléctricas para activar las puntas del nervio.
Sin embargo, Park dijo que la tecnología inalámbrica, así como la aplicación de herramientas genéticas y ópticas avanzadas, tienen el potencial de hacer que los dispositivos de estimulación nerviosa sean menos engorrosos y más cómodos para el paciente.
» A pesar del beneficio clínico de tener un sistema inalámbrico, ningún dispositivo, hasta el momento, tiene la capacidad de realizar una manipulación específica de tipo celular crónica y duradera de la actividad neuronal dentro de cualquier otro órgano que no sea el cerebro», dijo.
Para abordar esta brecha, Park y su equipo primero usaron herramientas genéticas para expresar genes que responden a la luz en terminaciones específicas del nervio vago in vivo. Luego, diseñaron un diminuto dispositivo con forma de paleta e insertaron micro LED cerca de la punta de su eje flexible, que se sujetó al estómago. En el cabezal del dispositivo, llamado cosechador, albergaban los microchips necesarios para que el dispositivo se comunicara de forma inalámbrica con una fuente de radiofrecuencia externa. La cosechadora también estaba equipada para producir pequeñas corrientes para alimentar los LED. Cuando se encendió la fuente de radiofrecuencia, los investigadores demostraron que la luz de los LED era efectiva para suprimir el hambre.
Los investigadores dijeron que se sorprendieron al descubrir que la maquinaria biológica que coordinaba la supresión del hambre en sus experimentos era diferente de la sabiduría convencional. En otras palabras, está ampliamente aceptado que cuando el estómago está lleno, se expande y los mecanorreceptores del nervio vago transmiten la información sobre el estiramiento al cerebro.
«Nuestros hallazgos sugieren que estimular el Los receptores de estiramiento, los que responden a los químicos en los alimentos, también podrían dar la sensación de saciedad incluso cuando el estómago no estaba distendido», dijo Park.
Mirando hacia el futuro, dijo que el dispositivo actual también podría utilizarse para manipular las terminaciones nerviosas a lo largo del tracto gastrointestinal y otros órganos, como el intestino, con pocas o ninguna modificación.
«La optogenética inalámbrica y la identificación de vías neuronales periféricas que controlan el apetito y otros comportamientos son de gran interés a los investigadores en los campos de estudio básicos y aplicados de la electrónica, la ciencia de los materiales y la neurociencia», dijo Park. «Nuestra nueva herramienta ahora permite interrogar la función neuronal en los sistemas nerviosos periféricos de una manera que era imposible con los enfoques existentes».
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Un diminuto dispositivo implantable cortocircuita los retortijones de hambre y ayuda a perder peso Más información: Woo Seok Kim et al, Optoelectrónica inalámbrica, multimodal y específica para órganos para fenotipado de alto rendimiento de vías neuronales periféricas, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20421-8 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Texas A&M University Cita: Pequeño dispositivo inalámbrico arroja luz sobre la lucha contra la obesidad ( 2021, 8 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-tiny-wireless-device-combating-obesity.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.