周邊神經肌肉再生電刺激植入治療應用系統開發

林淳蔚、歐玉婷、王冠中、蔡怡青、陳芃婷、薛元毓^＊

        周邊神經的受損主要來自於外傷，恢復效果常不佳，對於社會的經濟負擔極大，據 2020 年的美國全國電子傷害監測系統(National Electronic Injury Surveillance System)，統計近 31 萬例到訪急診室的案例，其中1275 例有週邊神經損傷，發生率為 4.12 ‰。在美國，神經損傷導致每年大約 1500 億美元的醫療保健費用，影響約 2000 萬美國人，估計造成 1800 億美元的社會經濟損失[1]。即便在當今顯微手術發達的年代，其所支配的肌肉再生不良是最主要的關鍵，而目前臨床上亦缺乏有效的促進神經肌肉接合處再生的有效方法。

        周邊神經的電刺激，是目前被認為在周邊神經功能的恢復具有很大的潛力與希望。但電刺激治療應用於周邊神經損傷的傳統應用是物理治療，經皮電刺激骨骼肌，有抑制疼痛、預防肌肉萎縮等功能，再生效果僅停留在手術中短暫的刺激，臨床效果有限。目前市場上植入式生物電子裝置多應用於中樞神經疾病，如治療癲癇、帕金森氏症、脊神經損傷等，主要用途為抑制肌肉收縮或減緩疼痛，臨床上較少應用於周邊神經損傷[2]。

       薛元毓研究團隊之專長為周邊神經重建與電刺激調控治療，發表論文皆為周邊神經系統再生與調控相關，且與美國加州大學洛杉磯分校以及西北大學實驗室持續合作，致力研究利用神經電刺激來促進遠端肌肉的再生與神經再接植。近期重要的發現為，對受傷神經遠端持續一週的電刺激，在短期能減緩神經肌肉接合處退化及肌肉萎縮；在長期會促進神經肌肉接合處的再生及肌肉功能恢復。免疫螢光染色發現，電刺激可促進神經肌肉接合處的再生，此研究成果於 2020 年刊登在知名國際期刊 Nature Communications [3]。

        本團隊近年基於上述研究基礎，更進一步致力研發植入式電子裝置，核心技術為整合最新穎之生物電子技術，開發體積小、植入式電刺激裝置，以增進神經肌肉系統的再生與功能恢復。同時進一步優化電刺激模組參數，在動物實驗上已驗證其臨床前療效及安全性，目前已提出美國專利臨時案申請，且獲得第十九屆台灣國家新創獎之肯定。此發明以使用者角度（臨床手外科與周邊神經重建外科）為發想，針對目前臨床尚未被滿足的病患需求，與先進廠商合作研發創新醫材，除了具有技術獨特性、專利新穎性以及商品化的可能性，更有利於未來商品上市及市場開發。目前正進行後續的雛形品驗證及臨床前測試，期待能以台灣為基地加速生產出此創新醫材，嘉惠臨床周邊神經受損與肌肉再生不良的病患。

參考文獻

1. Emergen Research, 2019;https://www.emergenresearch.com/press-release/global-nerve-repair-and-regeneration-market
2. Krishnan Chakravarthy1 & Andrew Nava2,3 & Paul J. Christo2 & Kayode Williams 2, Review of Recent Advances in Peripheral Nerve Stimulation (PNS). Curr Pain Headache Rep (2016) 20:60. DOI 10.1007/s11916-016-0590-8
3. Choi, Y.S., Hsueh, YY., Koo, J. et al. Stretchable, dynamic covalent polymers for soft, long-lived bioresorbable electronic stimulators designed to facilitate neuromuscular regeneration. Nat Commun 11, 5990 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19660-6

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