2019100807313D脊椎矯正 ( 神經調控技術Neuromodulation-疼痛工研院生醫與醫材研究所林啟萬所長

神經調控技術Neuromodulation-疼痛與其它應用的可能性
疼痛是高齡長者相當常見的症狀之一,疼痛的疾病發生原因相當複雜,目前的研究顯示慢性疼痛與神經細胞的發炎反應具有高度相關性。隨著醫學科技的快速進步,針對不同疼痛程度在治療準則上已經具有對應的治療方法,然而,仍有許多患者在這些傳統治療方法處理後仍然因為疼痛的困擾而影響生活品質,例如在複雜性疼痛或頑固性下背痛的患者,如何針對這些特定疼痛進行精準治療,是林啟萬研究團隊努力的方向。
 
 

 

 

 

疼痛是高齡長者相當常見的症狀之一,疼痛的疾病發生原因相當複雜,目前的研究顯示慢性疼痛與神經細胞的發炎反應具有高度相關性。隨著醫學科技的快速進步,針對不同疼痛程度在治療準則上已經具有對應的治療方法,然而,仍有許多患者在這些傳統治療方法處理後仍然因為疼痛的困擾而影響生活品質,例如在複雜性疼痛或頑固性下背痛的患者,如何針對這些特定疼痛進行精準治療,是林啟萬研究團隊努力的方向。

 

電刺激有效舒緩疼痛感覺

 

身體許多疼痛源自於神經病變痛,如頑固性下背痛、腕隧道症候群等,是生活中常見的慢性疼痛疾病,通常是由慢性或長期的發炎造成組織損傷,引起神經功能失調或受傷,傳統上對於疼痛的電刺激治療是利用「門閥控制理論」,透過低頻電流刺激神經來抑制疼痛訊息傳遞至大腦,林啟萬舉例,就像是剛開始用力按摩時會感覺很痛,但按摩一段時間後就會感到輕鬆自在,透過在大的神經上的刺激,來壓抑小的神經結傳遞,達到疼痛感覺阻斷。但在先前的研究中,也發現運用高頻脈衝或不同波形參數的電刺激在神經醫電領域仍有許多研究與臨床應用的空間。

隨著生醫電子的發展,電刺激技術已經廣泛運用於恢復或提升身體器官功能,例如人工電子眼、人工電子耳、腦部病變治療等,而林啟萬團隊則以研發電刺激神經調控技術為核心,運用高頻電刺激參數在特定神經部位的調控來改變神經細胞的活動,達到幫助緩解疼痛症狀或恢復神經功能的目的。

 

在團隊的努力之下,由大白鼠的疼痛動物行為模型的量測數據顯示,不僅接受單次電刺激治療的大白鼠實驗組對於疼痛的忍受度優於未接受刺激對照組,進一步發現不同刺激波形如正弦波與方波電刺激都具有劑量反應的效果,且在發炎指標C-fos和p-p38的分子表現生化數據上,實驗組表現出低於未接受刺激的對照組,在動物實驗中證明此技術具有顯著的疼痛改善效果,目前研究團隊已衍生成立新創公司-精能醫學,進行技術商業化開發,目前已進入第一期人體臨床試驗,距離市場商品化又向前一大步。

 

電刺激神經調控應用方式

 

因為在實驗動物的結果發現,單次幾分鐘的電刺激可以有效地控制疼痛達數天之久,因而引發實現將無電池的電刺激神經調控主機植入患有頑固型下背痛的病人體內,利用無線傳輸供電方式啟動系統,使電極刺激負責疼痛訊號傳遞位於脊椎外側的背神經節 (Dorsal root ganglion, DRG),實驗證明只要刺激3分鐘,便可以讓病患疼痛感覺消失3-5天,除了頑固型下背痛之外,在治療媽媽手(狹窄性肌腱滑膜炎)也能夠達到同樣的效果,根據統計我國有將近60%-80%的國人具有下背痛的經驗,未來此裝置若能成功商品化,便能夠造福廣大國人的疼痛困擾,提升生活品質。

林啟萬表示,神經調控技術除了應用於疼痛治療,也可以對於腎動脈狹窄高血壓、中風僵直症狀、膀胱過動症、痙攣等,產生有效的控制和治療效果,研究團隊也將持續發展多元應用領域,實現以往手術及藥物無法達成的療效,使更多的患者能夠在生醫科學中受惠。

 
(本文由科技部補助「科學短講(Tech Talk)計畫」執行團隊整理)
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