帕金森病是一种常见的中老年神经系统退行性疾病,常见症状包括静止性震颤、运动迟缓和肌强直等,还会伴有一些非运动症状,比如便秘、嗅觉障碍、睡眠障碍、自主神经功能障碍及精神、认知障碍等。随着帕金森病进展,药物治疗的效果会逐渐减退,除了采用外科毁损疗法(即微电极进行靶点精准定位后,使用射频针加热毁损病变细胞,暂时缓解患者肢体震颤、关节僵硬等症状)外,脑起搏器植入术已经成为运动障碍类疾病的标准治疗手段。
脑起搏器植入术是脑深部电刺激术(Deep Brain Stimulation,DBS)的俗称,是一种利用电能对大脑神经活动产生影响的干预方式,有着广泛的应用。DBS的作用原理是运用脉冲发生器刺激患者大脑深部的某些神经核,纠正异常的大脑电环路,达到治疗或改善效果。
除了用于治疗帕金森病等运动障碍类疾病之外,目前许多研究者也在探索利用DBS治疗其他脑部疾病,如严重抑郁症和阿尔兹海默病。
脑起搏器发展历史
大脑皮质下植入电极进行慢性电刺激疗法,最早是由美国哥伦比亚大学一位神经外科医生提出的。DBS在刚诞生的最初20年几乎没取得多少进展,直到电池大小、电池寿命等方面有所进步才使DBS的发展取得了突破。
1970年代,DBS作为干预运动障碍类疾病的手段开始被广泛地接受和使用。现代DBS设备出现于1987年。1998年,DBS进入我国。
按照设备产品分类可以将DBS分为两种——单通道和双通道。近年来,多个企业进入DBS领域,DBS技术不断革新突破,如分段式电极、方向电极、可充电电池、更长的电池寿命、更灵活的刺激参数和基于无线信号传输的远程控制等。目前,最新的DBS技术发展包括可以输出电流的方向电极/分段电极、更灵活的编程控制能力、磁共振影像兼容和脑电信号采集能力。
脑起搏器关键部件
DBS设备与心脏起搏器类似,包含颅内电极、连接导线和电脉冲发生器3个主要部件。电极和电池设计上的突破、脉冲发生器刺激模式的可调节、闭环/按需求刺激和脑活动检测技术都是提升DBS的疗效以及拓宽DBS使用的方面。
作为直接植入大脑组织内的部件,生物相容性是电极的重要影响因素。长期植入的情况下,胶质细胞会包裹住电极,蛋白质吸收和离子环境都会影响电极的正常使用,引起局部炎症。现阶段DBS电极的生产大多还是依靠于人力手工制造,未来运用更现代的电子设备生产技术有可能提高电极设计的灵活度,通过缩小体积、使用不同材料来达到提升长期的表现和安全性目的。
全球市场规模快速扩大
据Global Market Insights数据,2021年神经技术器械市场规模超过109亿美元,预计未来10年将以14.5%的复合年增长率上升,其中神经刺激在2021年约占69%的市场份额,并将持续上升。
DBS疗法的临床应用已有30余年,进入我国以来,国内DBS市场基本被美敦力、波士顿科学和雅培三大外资巨头所占领,直到景昱医疗、品驰医疗等医疗技术公司攻坚克难,研发出国产化的脑起搏器,才逐渐打破原有的垄断格局。
目前,随着医疗技术的发展,数字化脑起搏器治疗已成为各大医疗器械公司的主流创新方向,个性化治疗、远程治疗各类脑部疾病正在走向现实。
(摘自中国医药报)