下背痛无药可医?开刀不行改采“电刺激”

下背疼痛(Low Back Pain,LBP)是现今仅次于感冒第二常见的病痛之一,以美国为例,目前约有210万人患有下背部疼痛,其成因来自于一般性坐姿不良、运动伤害等。以往治疗下背部疼痛的方式就是开刀,包括打入骨钉、骨板,但此方式不但无法治本,更容易复发,对疼痛感受的控制效果仍显不高,时常导致背部手术后衰败症候群(FBSS)的发生。

编按:背部手术后衰败症候群(Failed back surgery syndrome,简称:FBSS),主要因为背部脊椎(俗称龙骨)手术日益增加,若术后状况病人的认知与期望有落差,则容易造成“背部手术后衰败症候群”,其原因包括:心理精神因素、术前诊断正确与否、手术者的开刀技巧等。

近来,欧美国家医疗机构多以植入式脊椎电刺激器(Spinal Cord Stimulation,SCS)作为下背疼痛的新治疗方法,通过植入式电子设备刺激神经,干扰或阻断痛觉传递,进行更有效的疼痛管理。

尽管SCS在欧美已经是普遍且成熟的市场,但是在台湾却仍然是个正在探索的领域。有鉴于此,台湾创业公司精能医学(GiMer Medical)专注于神经电刺激应用(Neuromodulation)与植入式电子设备开发,并在2018年研发了全新的疗法,成为台湾第一家植入式电子设备进入临床试验的医材公司,“我们希望可以集成台湾的电子器材与医疗应用,填补上台湾这方面的空白。”精能医学创办人之一张季衡(Rex Chang)表示。

荜路褴褛的学院派拓荒者,连接台湾高端电子医材产业链

精能医学的成员多来自于台大研究团队,通过政府的钻石起飞计划,由跨领域的师生共同研究医材创新,包含了电子、机械以及医疗领域等等;2012年,张季衡博士将技术与团队从台大医学工程研究所技转成立公司,当时恰逢台湾电子硬件产业愈趋成熟的环境,因此五位学生决定放弃各自领域的发展机会,创立了精能医学,持续研究神经电刺激应用与植入式电子设备的开发。

精能医学团队成员,后排右三为共同创办人暨首席执行官张季衡(Rex)

“我们对这个研究题目已经很有感情了,而且其实真正创业的契机是,我们发现台湾没有高端医材的相关供应链。”在美国,医疗用电子器材不但具有多样的解决方案,也都有完整供应链,然而,台湾因为没有成功案例的关系,资源和支持体系相对缺乏,对于如何封装器材、如何将刺激设备联动神经、以及连接器相关的供应链等,没有足够的人才协助发展。

即便如此,张季衡仍认为,台湾的电子业环境其实是非常适合做高端医材的,“我们刚好有疗法与医材专利,得到欧美大厂的经验协助,可以作为台湾第一个案例。”张季衡说,精能医学也在集成更多的电子业,为台湾补上高端电子医疗器材产业供应链的空白。

“拓荒者”这个角色的路并不好走,从2013年创业开始,精能医学花了整整七年才完成医材供应链与制造商的集成,而神经电刺激应用相关的疗法研发,也花费了五年的时间,才于2017、2018两年间才完成了二十人临床实验,“临床实验后,看到与前临床实验出现相同的趋势,我们那时候真的很开心。”张季衡激动地分享往事。

吸引巨人目光的创新疗法,成第一个获得美敦力投资的台湾生物科技公司

神经电刺激领域应用广泛,它是利用微弱电流刺激表皮神经,使痛觉传递受阻,便不会感觉到疼痛。从1958年开始,心率调整(pacemaker)就已经应用了神经电刺激技术,其他如听障听力刺激、视网膜植入跟动力义肢等等也是相关应用,而精能医学则是将其应用于疼痛治疗领域,并以“生物电子药”(bio-electronic medicine)这样的角色定位自己。

相比于市面上频率小于1,200赫兹的植入式脊髓电刺激产品,精能医学采用超过20万赫兹的超高频电刺激神经,借以达到长期控制疼痛的疗效,只需要使用五分钟,便可以维持两到三天的控制效果;此外,因为短时间的电刺激就可以有长期效果,精能医学将其研发的“植入式设备510k”设计成无电池设备,使体积缩小到只有17cc左右

“我们的核心技术在于缓解疼痛,包含慢性疼痛、癌症、腕隧道症候群与器官刺激等,目前专注于顽固性慢性疼痛市场,主要原因在于市场已经成熟,且这技术成功率较高。”张博士提到,这个“植入式设备510k”共有三个组成要件:控制器,植入电刺激器(IPG)与电极,可达到以下三点疗效:

  1. 快速恢复与舒适:无电池设备小,未来有巨幅缩小的空间。
  2. 止痛效果更佳:所开发刺激参数可延长用户疼痛舒缓时间,大幅降低电刺激次数。
  3. 降低副作用:刺激过程无感觉异常。

精能医学脊椎电刺激产品

精能医学将2017、2018年的临床实验成果于美国发布,这个全新的疗法引起了世界第一大医疗技术公司美敦力(Medtronic)的兴趣,就此获得美敦力旗下的美敦力中国医疗基金(Medtronic China Venture Fund)投资,也是首个获得投资的台湾生物科技对象。通过美敦力的投资与协助,精能医学在临床开发验证、不同市场的法规、如何取得FDA认证等方面,得到了相当宝贵的经验,“我们就是站在巨人的肩膀上学习。”张季衡说。

取得认证才是关键,期待以台湾硬件实力服务更多患者

不过,医疗器材领域最关键的并不是新技术或是申请专利,而是如何通过验证、拿出证据,以此取得在各国销售的许可。就算取得了可以销售的资格,如何营销、打通销售渠道也会花费一笔可观的资金,因此目前精能医学的商业模式为研发与销售,并将产品授权给各大厂商(如美敦力),交由这些已经有渠道的厂商销售,再进行分润。

在美敦力的协助之下,目前精能医学预计于今年要提出安全性报告跟动物实验,获得美国FDA认可,就可以于美国进行IDE(investigational device exemption)的临床实验,完成这些临床实验与验证之后,精能医学预计于2021年在美国进行枢纽性临床试验(pivotal studies),方可获FDA取证销售;至于台湾本土的TFDA,也在等待实验验证,目前已经找到三位愿意合作的医生。

神经电刺激与SCS的应用在欧美市场已经成熟,目前海外拥有的自动化参数调整技术以及缩小化的硬件设备,都是精能医学欲努力的方向;不过,张季衡最关心的仍然是患者的实际使用情况:“SCS这类高级医材价格高昂,能负担得起的人不多,所以需求量实际上可能比我们想得来的大。台湾什么能力都有,我们是否有可能把这个产业的局势反转?这是我们的大目标。”