설하신경자극(HNS)

□ HNS 개발역사


상부기도자극(Upper Airway Stimulation)의 기반연구로 1988년 일본 도호쿠대의 Tamotsu Takishima 교수팀에서 경피 턱밑자극(transcutaneous submental stimulation)이 수면무호흡을 감소시킨다는 연구결과를 발표하였다. 1989년의 후속연구는 이 자극이 심각한 부작용없이 무호흡 에피소드를 감소시키고 더 깊은 수면을 촉진한다는 것을 보여주었다. 그러나 다른 그룹에서의 연구는 피하 턱밑자극이 혀의 움직임보다 넓은목근(platysma)의 수축을 초래하는 것을 보여주었고, 경피자극이 수면무호흡이나 수면의 구조를 개선하지는 못한다는 결과를 보여주었다. 이후 설하신경자극(hypoglossal nerve stimulation, HNS)이 근육자극에 대한 대안으로 나타났다. 신경자극은 수면을 방해할 수 있는 특정 감각역치 이하에서 발생하기 때문이다. HNS는 혀의 모든 내인성 및 외인성 근육을 활성화시킬 수 있다. 이 치료는 부적절한 신경 활성화의 역할을 다룬다. 2001년 HNS가 수면무호흡증의 치료 가능성을 보여주는 연구결과가 발표되었다. 이후 HNS는 수면무호흡 치료법으로 상업적으로 개발되었다.


□ HNS 주요 기업


◾ 인스파이어 메디칼 시스템

인스파이어 메디칼 시스템(Inspire Medical System)은 2007년 설립되었다. 상부기도자극기(Upper Airway Stimulator)인 인스파이어는 수면무호흡증 치료용으로 2014년 미국 FDA 승인을 받았다. 가슴 피부 아래에 이식된 이 장치는 호흡 패턴을 감지하여 기도 근육과 혀밑으로 흐르는 설하 신경(hypoglossal nerve)에 가벼운 자극을 전달하여 수면중에 기도를 열어둔다. 인스파이어 요법에서 3전극 랩 커프(three-electrode wrap cuff)는 전방 혀 전두근을 자극하기 위해 설하신경의 더 먼 쪽가지에 수술 중 배치된다. 이 접근법은 후설 인두기도를 열지만 구개후 인두의 개방에도 영향을 미친다. 혀의 후방 움직임을 유발할 수 있는 혀 기저 근육의 자극은 배치 선택성을 통해 최소화하고 이식 후 자극 조정을 통해 최적화한다. 2019년의 매출은 8,200만$로 2018년에 비하여 62% 증가하였다. 인스파이어 메디칼 시스템은 2018년 나스닥에 상장되었으며, 2020년 10월 현재 시가총액은 34억$이다.


임테라 메디컬

임테라 메디컬(Imthera Medical)은 2007년 설립되었다. 임테라 메디칼의 오라6000(aura6000) 시스템이 폐쇄성 수면 무호흡증(OSA) 치료용으로 2012년 유럽 CE 마크 승인을 받았다. 이 시스템은 수면 중에 혀의 목표 근육을 자극하는 약한 전기 펄스를 전달하여 혀의 맥박 조정기 역할을 한다. 임테라 시스템은 자극과 호흡을 동기화하지 않으며 다른 활성화 전략에 의존한다. 이 장치에는 혀근육의 가지를 잡는 설하신경에 더 근접하게 배치된 다중 접촉 커프 전극이 있다. 임테라 접근법은 혀를 뒤쪽 혀와 앞쪽 혀에 대한 여러 근육 사이에서 조정되고 독립적인 행동을 생성하는 능력을 가진 근육 수압 조절 장치로 간주한다. 혀의 여러 근육에는 뼈가 붙어 있지 않거나 하나의 떠 다니는 뼈에만 붙어 있다. 따라서 혀는 기능을 수용하기 위해 모양과 형태를 쉽게 변경할 수 있다. 이 접근법은 인두 및 구개 부착으로 인해 설후기도를 훨씬 넘어서 인두 개통에 긍정적인 영향을 미치는 더 강력한 플랫폼을 생성하는 것으로 제안되었다. 2017년 리바노바가 2억 2,500만$에 임테라 메디칼을 인수하였다.


◾ 닉소

닉소(Nyxoah)는 신경자극 기반 수면무호흡증 치료법 개발을 위하여 2009년 설립되었다. 닉소의 게니요(Genio) 시스템은 수면 무호흡증 치료용으로 2019년 유럽 CE 마크 승인을 받았고, FDA 승인을 추진중이다. 2020년 9월 유로넥스트 증시에 상장되었다. 게니오의 임플란트 자극기(implantable stimulator, IS)는 두 쌍의 자극전극세트 및 안테나회로로 구성된다. IS는 게니오 시스템의 유일한 이식가능한 구성 요소이며 배터리를 포함하지 않는 수동 장치이다. IS는 활성화 칩(activation chip, AC)에서 무선 에너지 전송에 의해 활성화되며, 환자가 수면 중에 착용하고 일회용 접착 패치(disposable patch, DP)에 부착된다. 매일 아침 환자는 DP에서 AC를 제거하고 DP를 버리고 AC를 재충전합니다. AC의 저장 메모리에는 치료 의사가 프로그래밍 한 환자 별 자극 매개 변수가 포함되어 있다. 외부 자극기에는 전기 펄스 발생기가 포함되어 있으며 수술 중 임플란트를 활성화하고 최적의 IS 배치를 확인하는 데만 사용된다.