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[NRF R&D Brief-2024-17호] 전자약

◈본문

• 1.전자약이란?

• ○전자약은 전자(electronic)와 약(pharmaceutical)의 합성어로, 전류나 자기장 등 에너지로뇌 또는 신경 기능을 자극해 치료 효과를 내는 의료기기를 뜻함. 전자약은 치료가 필요한 신경을 직접 자극하기 때문에 약물처럼 혈관을 통해서 몸 전체로 전달되지 않으며, 따라서 부작용 위험을 덜고, 음식물 섭취 능력과 무관하게 사용 가능함. 또 정보기술(IT) 도움으로 실시간 측정 및 자극이 가능해 증상에 더욱 더 빠른 대처가 가능함.

• ○전자약은 심장박동조절기, 파킨슨 병이나 뇌전증 완화를 위한 뇌심부자극기 등과 같이 오래전부터 사용되어 왔음. 최근에는 우울증, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 관절염, 편두통, 안구건조증 완화 등 새로운 응용처들이 나오면서 전자약 시장이 급속히 커지고 있음.

• 2. 전자약 종류는?

• ○전자약은 체내에 삽입되는 침습형(이식형), 체외 또는 피부에 붙여서 자극하는 비침습형전자약으로 구분할 수 있음. 

• ○침습형 전자약: 체내에 삽입되어 특정 부위를 자극하는 것으로써 예를 들어, 심장 박동 조절기는 심장의 전기적 활동을 감지하고 필요할 때마다 전기 자극을 주어 심장 박동을 조절함. 파킨슨병이나 뇌전증 완화를 위한 뇌심부 자극기는 뇌의 특정 부위에 전극을 삽입하고 외부에서 제어하는 기기로, 이상한 신호를 보내는 뇌 부위를 차단하거나 정상적인 신호를 보내도록 자극함.

그림 1. 에너지원, 성질과 응용 분야별로 구분된 착용형 및 이식형 전자약 전체 개요 그림 

• ○비침습형 전자약: 체외에서 특정 부위를 자극하는 전자약을 말하며 사용하는 에너지원에따라 다음과 같이 분류됨. 

• ╺︎전기 전자약: 전기 자극을 통해 신경을 활성화하거나 억제하는 방식임. 예를 들어, 우울증 치료용 전자약 '마인드스팀’은 머리에 쓰는 밴드 형태의 제품으로, 전기 자극을 통해 우울증을 치료하며 ’21년 4월에 식약처 시판 허가를 받았음.7) 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 치료용 전자약 '모나크’는 귀에 붙이는 패치 형태의 제품으로, 전자 패치를 활용해 뇌 신경을 자극해 ADHD를 치료하며 FDA에서 승인받은 최초의 ADHD 치료용 전자약임.8) 관절염 치료용 전자약 '쿠엔타’는 손목에 착용하는 팔찌 형태의 제품으로, 관절염으로 인한 염증과 통증을 줄이기 위해 신경계와 면역계를 조절하는 기능을 함.

• ╺︎자기 전자약: 자기장을 통해 신경을 자극하거나 조절하는 방식임. 예를 들어, 만성 통증 치료용 전자약 '탈렌트프로’는 전도 전자기 코일로 강력한 전류를 발생시켜 생성된 자기장을 신체에 통과시켜 근육과 신경세포를 활성화하는 기기임. 뇌전증 치료용 전자약 '네우로파이스’는 두개골 외부에 부착되는 자석으로 뇌의 특정 부위에 자기장을 가하여 발작을 예방하거나 완화하는 기기임.

• ╺︎초음파 전자약: 초음파를 통해 신경을 자극하거나 조절하는 방식임. 예를 들어, 우울증 치료용 전자약 '네우로스타’는 두개골 외부에서 초음파를 이용해 뇌의 우울증과 관련된 부위를 자극하는 기기임. 알츠하이머 치료용 전자약 '네우로레그너렉스’는 초음파와 마이크로 버블을 이용해 혈뇌장벽을 일시적으로 열어 뇌에 약물을 효과적으로 전달하는 기기임.
  

• ╺︎광 전자약: 광을 통해 신경을 활성화하거나 억제하는 방식임. 예를 들어, 파킨슨병 치료용 전자약 '옵토젠’은 유전자 변형된 뉴런에 파란색 빛을 비추어 도파민 분비를 증가시키는 기술임. 간질 치료용 전자약 '옵토스탑’은 유전자 변형된 뉴런에 노란색 빛을 비추어 발작을 억제하는 기술임.

그림 2. 치매 치료에 시도되고 있는 비침습적 전자약에 사용되는 에너지원에 대한 개요

A 전기파, B 자기파, C 전자기파, D 초음파

• 3.최근 많은 연구가 이루어지고 있나?

• ○전 세계 우수 학술논문 검색 사이트인 scopus.com에서 키워드 “brain stimulation”, “neuromodulation”, “electronic drug”로 검색하고 검색 범위를 “article”과 “conference paper"로 제한하였을 때 연도별 검색 항목 수의 추이는 아래 그림과 같음. 아래 그림을 보면 뇌 자극(brain stimulation)이라는 키워드는 이미 1960년대부터 사용되기 시작했으나뇌 조절(neuromodulation), 전자약(electronic drug)과 같은 키워드는 90년대 중반 이후에서야 사용되기 시작한 것을 알 수 있음. 또한, 아래 그림에는 포함시키지 않았으나 전자약(electroceutical) 키워드로 검색했을 경우 2014년도에 3편이 출판된 이후 22년도에 19편이 출판되어 논문 편수만 고려했을 경우 상대적으로 electronic drug이 electroceutical 용어보다 더 많이 사용되는 것을 알 수 있음.

• ○논문 증가 추이는 아래 표에서와 같이 2011년 이후 현재까지 brain stimulation이나 neuromodulation의 경우 매년 비슷한 편수를 보이나 electronic drug의 경우 2011년 대비2022년에는 3배 증가한 것을 알 수 있음.

• ○또한, 국가별로 electronic drug 키워드를 가진 논문 편수를 분석했을 경우 미국이 2만여편으로 가장 많이 출판하였으며 이어 중국, 영국, 인도, 독일 순이며 한국은 1,500여 편으로12위를 차지하고 있는 것을 알 수 있음.

...................(계속)

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