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[진흥원 기술사업화 유망기술 발굴 소개] 고령 치매 환자 인지 기능 개선을 위한 저강도집속초음파 기반 전자약 기술 (카톨릭대 의대/인천성모병원, 정용안 & 송인욱 교수 연구팀)
  • 작성자 :관리자 |

    작성일 : 2022-07-06

    조회수 : 129

 

 

O 치매 현황

 

 

▶ 우리나라는 세계에서 치매 환자가 가장 빨리 늘어나는 국가가 될 것으로 전망됨

ㆍ 치매인구: 57만 명(‘13) → 127만 명(’30) → 271만 명(‘50)

ㆍ 치매로 인한 사회적 비용: 11.7억 원(’13) → 43.2억 원 (‘50, GDP의 15%)

ㆍ2060년 인구 40%가 65세 이상으로 추정할 때, 의료비 최대치는 약 GDP의 3.86~5.67%에 달할 것으로 추정

 

 

▶ 치매로 인한 사회·경제적 비용 부담이 점점 증가함에 따라, 병의 진행을 근원적으로 억제할 수 있는(disease-modifying) 의약품 개발이 더욱 중요해지고 있으나, 난이도가 높고 성공 확률이 매우 낮음

ㆍ 새로운 치료제에 대한 시장의 요구가 높지만, 최종 허가 성공률은 1% 미만

ㆍ 임상 단계별 실패율: 2상 진입(72%), 3상 진입(92%), 허가(99.6%)

 

 

 

O 저강도집속초음파 기술이란?

 

 

▶ 저강도집속초음파(LIFU)는 뇌심부를 포함한 뇌 특정영역에 집속하고, 이때 발생하는 기계적인 에너지를 이용하여 뇌질환을 치료하는 기술

 

 

▶ 비침습적이며 열이 발생하지 않아 부작용이 적고, 뇌심부 국소부위까지 치료할 수 있어 환자 맞춤형 치료가 가능하다는 이점이 있음

 

 

 

 

[ 저강도 집속초음파 치료 효과 ]

 

 

 

 

[ 뇌질환 치료기술 리스크 요인 및 기능적 이점 비교 ] 

 

 

 

 

 

O 저강도집속초음파를 통한 치매 환자 인지기능 개선

 

 

▶ 인천성모병원 정용안/송인욱 교수 연구팀은 뉴로소나의 집속형초음파자극시스템 NS-US series 기기를 활용한 임상을 통해, 알츠하이머병 환자의 뇌포도당 대사와 인지기능 등에 영향을 미칠 수 있음을 확인 하고 논문을 발표

 

 

ㆍ A pilot clinical study of low-intensity transcranial focused ultrasound in Alzheimer’s disease, January 2021, ULTRASONOGRAPHY 40(4), DOI:10.14366/usg.20138

 

 

ㆍ Short-Term Efficacy of Transcranial Focused Ultrasound to the Hippocampus in Alzheimer’s Disease: A Preliminary Study, J. Pers. Med. 2022, 12, 250.

 https://doi.org/10.3390/jpm12020250

 

 Short-Term Efficacy of Transcranial Focused Ultrasound to the Hippocampus in Alzheimer’s Disease: A Preliminary Study

Preclinical studies have suggested that low-intensity transcranial focused ultrasound (tFUS) may have therapeutic potential for Alzheimer’s disease (AD) by opening the blood–brain barrier (BBB), reducing amyloid pathology, and improving cognition. This study investigated the effects of t...

doi.org )

 

 

▶ 연구는 65~85세 사이의 중등도(moderate) 이상 알츠하이머병 환자를 대상으로 했다. 먼저 각각 피검자들의 일반적인 인지 상태와 치매의 중등도를 파악하기 위해 신경심리검사를 진행, 또 저강도 집속초음파의 초점을 정확히 해마(hippocampus) 영역에 타겟팅(Targeting) 하기 위해 뇌 MRI(자기공명영상장치)와 PET-CT(양전자 컴퓨터단층촬영)을 이용해 머리 위에 공간 좌표를 매핑(mapping)

 

 

▶ 해마는 기억력과 공간 개념을 주로 담당하고 인접 뇌영역에도 영향을 줘 감정적인 행동과 전반적인 인지과정을 조절한다. 또 알츠하이머병에서 가장 먼저 침범되는 부위로 알려짐

 

 

▶연구에서는 해마의 오른쪽 부위에 저강도 집중초음파(Low-Intensity transcranial Focused Ultrasound, LIFU)를 3분 동안 자극했다. 초음파는 혈액뇌장벽(Blood Brain Barrier, BBB) 개방 임계 수치인 250Khz(킬로헤르츠) 미만의 저강도로 임상 수행

 

 

▶ 저강도 집중초음파 자극 후에는 MRI 검사를 통해 혈액뇌장벽의 안전성을 확인했다. 이어 다음날 실시한 신경심리검사 결과 환자들의 기억력, 실행 기능, 글로벌 인지 기능이 약간 상승하는 것을 확인

 

 

▶ 더불어 2주 후 FDG-PET(양전자방출 컴퓨터단층촬영)를 실시해 영상을 분석한 결과, 상전두회(superior frontal gyrus), 중간대상회(middle cingulate gyrus), 방추상회(fusiform gyrus)에서 국소 뇌포도당 대사율(rCMRglu)이 증가

 

 

▶ 임상에서 사용된 뉴로소나의 집속형초음파자극시스템 NS-US series 기기는 - 열 발생이 적은 저강도의 음향 에너지를 뇌의 피질에서 심부(8.4cm)까지 정확하게 도달하여, 특정 뇌 지역의 뇌신경조절(neuromodulation) 또는 혈액뇌장벽(BBBd; Blood-Brain Barrier Disruption)을 개방할 수 있는 기기로써, 현재 치매(알츠하이머)를 비롯하여, 주요우울증/신경병증성통증/의식장애/수면장애/뇌졸중회복에 대한 다양한 임상을 진행 중에 있으며, 2021년 8월에는 혁신적 기술과 임상적 개선 가능성 등을 인정 받아 식품의약품안전처로부터 제13호 혁신의료기기로 지정 받은바 있다.

 

 

 

 

 

※ 상기 유망 기술은 "치매극복연구개발사업단(Korea Dementia Research Center)" 의 도움으로 발굴 및 게재되었음을 알려드립니다. "치매극복연구개발사업단"에 감사드립니다.