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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.98.2018.tde-18092018-095803
Document
Author
Full name
Evandro Drigo da Silva
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Andrade, Aron Jose Pazin de (President)
Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Fotoran, Wesley Luzetti
Nicolosi, Denys Emilio Campion
Title in Portuguese
Nova abordagem na transmissão de energia transcutânea para dispositivos de assistência ventricular implantáveis
Keywords in Portuguese
Coração Artificial
Dispositivos para Suporte Cardíaco
Eletrodos Implantáveis
Insuficiência Cardíaca
Materiais Biocompatíveis
Transferência de Energia
Abstract in Portuguese
Com a crescente demanda por dispositivos implantáveis de suporte cardíaco (vulgarmente chamados de Coração Artificial) no tratamento da insuficiência cardíaca, surge a demanda por sistemas de transmissão de energia transcutânea (TET) para recarregamento das baterias implantadas. Esses sistemas reduzem os riscos de infecções, por não terem cabos atravessando a pele para alimentar os implantes; evitando também intervenções cirúrgicas reincidentes para troca de baterias. Normalmente, são pesquisados e testados sistemas TET por acoplamento magnético (indutivo) entre bobinas através da pele. Este trabalho propõe um modelo para o acoplamento por meio do campo elétrico, através de um capacitor, cujo dielétrico é constituído por polímeros (materiais biocompatíveis) e tecido biológico vivo (pele humana). Provas de conceito para transmissão de energia pelo acoplamento capacitivo apresentaram a possibilidade de mitigar problemas relacionados ao alinhamento axial exigido pelo acoplamento indutivo. Simulações computacionais de circuitos elétricos equivalentes ao acoplamento capacitivo foram confrontadas com experimentos in vitro e ex vivo, com tecidos vivos, validando o modelo proposto e servindo de base para o desenvolvimento de uma nova tecnologia.
Title in English
New Approach in Transcutaneous Energy Transmission for Implantable Ventricular Assist Devices
Keywords in English
artificial heart
biocompatible materials
cardiac suport devices
energy transfer
heart failure
implantable electrodes
Abstract in English
Heart failure (HF) is a complex syndrome and a problem in the world. Ventricular assistive devices (VADs) are being used as target therapy in the treatment of HF. In order to avoid infectious due to the driveline passing through the patients, transcutaneous energy transmission systems (TET) have been developed to VADs. These TETs usually act by magnetic coupling between coils. The present work proposes a modeling for capacitive coupling through a dielectric composed of polymer and human skin. Bench tests demonstrated advantages over the axial alignment required by inductive systems. Computational simulations of the equivalent electric circuit for capacitive coupling were compared with in vitro experiments and validated the proposed model.
 
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Publishing Date
2018-10-01
 
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