069-312374553

我们只用绿色的食品原料

亚美体育app零食加工厂,只为您的健康着想

本文摘要:生物电子医学的当下、前景与市场展望生物电子医学使用人体的电信号来改善疾病的诊断和治疗。鉴于电子传感器、生物质料、物联网和低延迟盘算领域的进步,生物电子技术在医学领域的应用潜力获得了庞大的扩展。生物电子医学旨在解释、拦截和重定向体内的电信号,以改善疾病的诊断和治疗。 这种方法是从心脏起搏器的发现开始的,可是现在已经扩展到耳蜗植入物、视网膜植入物、脊髓刺激器,甚至生物电子绷带等多种多样的设备。这些仅仅是开始。

亚美体育app官网

生物电子医学的当下、前景与市场展望生物电子医学使用人体的电信号来改善疾病的诊断和治疗。鉴于电子传感器、生物质料、物联网和低延迟盘算领域的进步,生物电子技术在医学领域的应用潜力获得了庞大的扩展。生物电子医学旨在解释、拦截和重定向体内的电信号,以改善疾病的诊断和治疗。

这种方法是从心脏起搏器的发现开始的,可是现在已经扩展到耳蜗植入物、视网膜植入物、脊髓刺激器,甚至生物电子绷带等多种多样的设备。这些仅仅是开始。

一些生物电子研究人员认为,我们正在进入一个可能改变医学未来的生长时期。图 | 有关生物电子医学的研究正在攀升(泉源:CB Insights)新型设备不仅带来了可以治疗普通药物和医疗手段无法解决的疾病的希望,而且还可以提供具备快速、精准靶向和可逆特性的药物替代品。医疗技术和制药业巨头已经在认真地看待这项技术,随着临床支持逐渐增加,更多行业很可能继续跟进。

我们分析了初创企业、研究人员和行业巨头如何通过新技术和创新来推动这一领域的生长;下面,我们将深入探讨生物电子医学的事情原理及行业机缘等等。什么是生物电子医学?生物电子医学使用人体的电信号来诊断和治疗疾病。

人体中的所有细胞都市发生电信号。它们建立的生物电路在发育、代谢、再生和生理功效中发挥着重要作用。

许多疾病与功效受损的生物电路有关,好比枢纽炎、肠易激综合症和糖尿病;损伤也会扰乱生物电信号的流动,这反过来又会导致慢性的系统性功效障碍。图 | 生物电子医学有望诊断和治疗许多疾病(泉源:CB Insights)凭据技术和应用,生物电子医学领域可分为七个焦点部门:· 电生理(EP)信号监控和分析:该领域包罗收集和分析患者 EP 信号的硬件和软件,以资助医疗保健提供者对疾病举行分类、诊断和监控,或者资助研究人员更好地相识人体电生理。EP 信号是包罗有关生理运动和疾病信息的生物电信号,可丈量出中枢神经系统(CNS)、副交感神经系统(PNS)、心脏、肌肉和眼睛的电运动。

· 心律治理(CRM):该领域指的是涉及治疗心律不齐(例如心动过缓、心动过速和心房颤抖)以及其他与错误电信号相关的心脏病的设备。常见设备包罗起搏器,除颤器和电生理介入工具。该种别不包罗用于治疗与非心律失常相关的心血管疾病的设备。

凭据使用的方法,这些设备可能归类于 PNS 神经调治或神经肌肉刺激领域(见下文)。· 神经假体:该领域包罗耳蜗植入物,视网膜植入物和其他神经接口。这些接口可以使患者恢复完全丧失或退化的功效。

该种别还包罗脑机接口(BMI)。· CNS 神经调治:该领域包罗特殊的生物电子设备,可以控制大脑和脊髓调治生物历程,缓解症状和治疗特定疾病。· PNS 神经调治:该领域包罗特殊的生物电子设备,可利用 PNS 的差别部门以缓解症状和治疗疾病。

常见的目的包罗迷走神经,舌下神经,膈神经,三叉神经和胫神经。· 神经肌肉刺激:神经肌肉刺激指的是使用电刺激来调治肌肉组织收缩力的设备,包罗骨盆底,胃和咽部刺激器,以及基于功效性电刺激(FES)的康复设备。

· 生物电子组件:该领域包罗电极,电线和导线,导电生物质料和电池等物品,可应用在多种生物电子医学产物中。在哪寻找时机?生物电子医学的最新生长,离不开分子医学、工程学、神经科学和盘算机技术的融合,它是数十年间重要的科学发现、医学进步和技术生长的结晶。

可是,这个领域另有许多工具未被发现,许多投资者已经注意到了这一点。2014 年,美国国立卫生研究院(NIH)启动了一项为期 7 年的研究计划,耗资 2.48 亿美元,以推进生物电子药物的研发,重点关注心脏病,哮喘和胃肠道疾病。

一年后,美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了 ElectRx 计划,耗资 7890 万美元,旨在使用 PNS 神经调治技术缔造新的生物电子疗法。此外,该领域的同行评议科研论文数量连续增加。2019 年,共有 200 多篇生物电子医学相关论文揭晓,这一数字有望在 2020 年凌驾 270 篇。

研究和媒体对神经调治的兴趣在 2016 年激增,随后便稳步增长。其时,制药巨头葛兰素史克 GSK 与谷歌母公司 Alphabet 旗下的 Verily 建立了 Galvani Bioelectronics 合资企业。

这被视为是行业巨头开始认真看待生物电子医学(尤其是神经调治)的第一个有力迹象。图 | 生物电子医学正受到大量关注(泉源:CB Insights)正在开发的生物电子设备,具备治疗普通医疗手段无法解决的疾病的潜力。在某些情况下,它们还可以提供近乎瞬时准确针对和可逆的治疗替代方案,而普通药物往往需要时间才气收效且不行逆。生物电子药物的准确度及其易于调整的特点,可能会限制副作用的数量和水平。

在某些情况下,甚至能完全清除药物需求。研究人员正在探索这种技术在更广泛领域的应用潜力,包罗神经病学、自身免疫性疾病、糖尿病、枢纽炎、高血压、疼痛治疗和癌症。FDA 也愈发认识到它的突破性潜力。

2015-2019 年间,FDA 每年在神经调治领域批准 1-2 个突破性设备。而 2020 年至今,已有 5 种差别的生物电子设备被授予了突破性设备称呼。凭据 CB Insights 的数据,随着更多生物电路被发现,新设备的开发以及适用规模的扩大,到 2029 年,生物电子医学市场预计将到达 600 亿美元,约为 2018 年规模的 10 倍。生物电子医学市场的现状初创融资正在上升在已往的几年中,生物电子医学初创公司已经筹集了可观的资金。

2015-2019 年间,这些创业公司在近 400 笔生意业务中筹集了近 40 亿美元。今年头至 7 月,该领域的初创企业筹集的资金创下新记载,已经完成凌驾 60 笔生意业务,总金额凌驾 6 亿美元。预计 2020 年的年生意业务数量有望凌驾 100 笔,融资总额可能高达 14 亿美元。

图 | 生物电子医学初创企业融资趋势(泉源:CB Insights)行业仍处于早期阶段虽然有一些企业的融资轮次比力靠后,但整个行业仍处于起步阶段。在已往十年中,早期融资一直占据年度生意业务量的 40-60%。此外,由于技术相对较新,同时我们对生物电路的相识仍在生长,因此大多数初创公司仍处于临床前研发阶段。

这一现象可能还会连续一段时间。随着越来越多的公司从临床前生长光临床研发,从临床试验到商业化,后期融资的数量在未来几年可能会增加。副交感神经系统调治吸引最多资金副交感神经系统(PNS 神经)调治是生物电子医学中的"下一个前沿"。心律治理和中枢神经系统调治技术已经面世已久,但研究人员仍在探索 PNS 神经调治的潜在应用,包罗通过舌下神经治疗阻塞性睡眠呼吸暂停,或通过迷走神经治疗类风湿枢纽炎和慢性病。

近年来,有数家初创公司开始涉足这一领域的研究,他们正在探索种种方法,例如针对种种医疗条件的差别神经或生物电路。图 | PNS 领域获得了最多的投资(泉源:CB Insights)早期行动者的乐成迹象已经引起了投资者的极大兴趣。迄今为止,PNS 神经调治初创企业占融资总额的 26%,凌驾所有其他生物电子医学领域。该领域获得最多投资的是专注研发 PNS 神经调治设备的 CVRx,现在总共召募 3.94 亿美元。

其设备 BAROSTIM NEO 是世界上首个被批准用于治疗心力衰竭的神经调治设备,直接放在颈骨下方即可,无需与心脏直接毗连,可以作为微创门诊手术举行。行业巨头正在关注自 2015 年以来,葛兰素史克(GSK)一直是该领域中最活跃的公司投资者,旗下拥有专注于生物电子医学的战略风投机构 Action Potential Venture Capital,以及开发生物电子产物的 Galvani Bioelectronics。GSK 生物电子研发计谋架构师 Moncef Slaoui 表现,"我们认为这可能是一个全新的行业。有点像 1800 年月,其时从事涂料生产的化学公司意识到他们可以使用自己的专业知识来开发药物。

"除 Galvani 之外,GSK 在已往 5 年中还投资了 7 家差别的生物电子医学初创公司,包罗 PNS 神经调治公司 CVRx、SetPoint Medical 和 Cala Health。可是 GSK 并非只专注于 PNS 神经调治。它还投资了 Presidio Medical 和 Saluda Medical,两家初创公司均专注于开发针对中枢神经系统的神经调治设备。

强生、默克、诺和诺德、辉瑞和诺华等其他制药巨头也在该领域举行了投资。图 | 行业巨头正在努力关注突破性技术(泉源:CB Insights)医疗设备巨头也十分活跃,其投资理念涵盖战略性和探索性。例如,美敦力(Medtronic)对 Saluda Medical 的投资具有很高的战略意义。

该公司恒久以来一直是脊髓刺激(SCS)技术的全球向导者,最新的研发偏向是治疗慢性疼痛的闭环脊髓刺激(SCS)系统。闭环系统是一种既能感应,又醒目预的系统,可以不停监视人体的生物电子信号,并凭据需要实时调整治疗计谋。现在为止,美国 FDA 尚未批准过任何 SCS 设备,但 Saluda Medical 研发的设备 Evoke 有望成为第一个。

现在,该设备已获得欧洲及格认证,在 2019 年 12 月揭晓了关键研究的努力结果后,正在等候 FDA 的决议。这家初创公司因此获得了美敦力的青睐,未来不清除被收购的可能。随着新竞争对手进入市场,美敦力等医疗设备巨头正在寻找创新和突破性技术,以确保其市场份额。

生物电子医学的前景下面我们将仔细研究生物电子医学的新兴应用场景。只管早期案例看起来很有生长前景,但在生物电子学能够发生广泛的临床影响之前,生物研究、生物工程和盘算科学方面首先要取得重大希望。

无创,准确的神经调治直到最近,生物电子医学的应用还依赖于植入设备来直接刺激神经。可是,由于植入手术比力昂贵,庞大且具有风险,因此许多公司和团队正在探索非侵入式方法。GE Research 的生物电子医学团队正在探索一种新颖的超声技术,可以很是准确地刺激目的器官内的神经。

图 | GE 宣传图(泉源:GE)其研究团队在 2019 年揭晓了临床前研究,效果显示"对脾脏中的特定目的施加超声波,改变了可能导致枢纽炎和其他疾病的炎症标志。当靶向肝脏的特定部位时,还能调治血糖水平"。

GE 还在与 DARPA 举行另一项 290 万美元的科研项目,探索用于治疗糖尿病的技术。为植入物供电纳米技术的进步为具有庞大传感、驱动和信号处置惩罚功效的超小型生物电子设备铺平了门路,但电源尺寸仍然是一个挑战。如果将大功率电源整合到植入物中,会限制其实用性,还可能导致并发症。纵然使用小型节能电池也可能会泛起问题,因为必须通过手术举行更换。

为了攻克这些挑战,工程师们正在探索将电源从外部转移到生物电子植入物上的方法。无线供电可以通过磁、辐射、光和声的方式实现,但很大水平上仅限于浅层植入物。例如 SetPoint Medical 的迷走神经刺激器(vagus nerve stimulator ),如下图。

图 | SetPoint Medical 可以无线充电的植入设备(泉源:SetPoint)对于植入体内更深层的设备,举行无线充电十分难题。换句话说,为了在身体的更多部位完成设备供电,这项技术仍需进一步完善。此外,超声波能量通报、从人体直吸收集机械能,热能和生物电能也都是正在探索的方法。

优化神经接口没有感应、记载和调制生物电信号的神经接口,生物电子医学是无法实现的,而电极是神经接口的重要组成部门。现在的电极技术可能适用于一部门应用场景,但它们缺乏绘制庞大生物电路以及开发用于庞大条件下生物电子药物所需的可扩展性、耐用性和精度。薄膜电极开发商 NeuroOne 指出,现在的电极技术还是上世纪 60 年月以来的技术,不仅需要举行多次手术,还陪同着较高的制造成本。研究人员正在探索通过设备和人体组织之间的机械、电子和生物交互作用来优化神经接口。

从机械的角度来看,目的是限制创伤和恒久组织瘢痕的形成(这会降低信号质量),推动侵入性较小和植入更灵活的新技术。电子方面的考量包罗优化电极的空间密度和波形来稳定电接口,而生物方面更多思量的是淘汰炎症以及组织愈合的改善。

另外,质料科学的进步让柔软的电极的生产成为了可能。它们可以准确地瞄准细小的神经束,使用起来更容易,也更宁静。

同时,微细加工技术正在加速多电极阵列(MEA)的生长。MEA 能够以单细胞分辨率记载、监测和刺激数百个神经元,同时减小电极尺寸和串扰的可能性。这使它们很是适合研究庞大的神经网络。

图 | Neuralink 展示植入了脑机接口芯片的猪(泉源:Neuralink)以今年 8 月底刚刚公布最新结果的 Neuralink 为例。这家由埃隆·马斯克(Elon Musk)建立的公司专注于脑机接口研究,最新设备 The Link 已经植入到猪的体内,可以收集大脑神经元的运动数据。未来有望用于瘫痪和失明等疾病的治疗。另一家初创公司 Iota Bioscience 也开发了着名为"神经尘"(neural dust)的毫米级无线生物电子设备,由超声波供电,可以植入到体内的险些任何地方,用于收集准确数据或直接刺激神经。

系统级神经解码以现在的技术水平,我们还谈不上已司理解了系统级神经电路。想要实现这一目的,就必须先相识神经代码,即神经系统的"语言"。

如果我们能够解释这些代码,就可以更早地诊断疾病,设计可实时监测和响应信号的治疗方法,甚至让瘫痪病人在控制假肢时降低延迟。使用信号处置惩罚和机械学习领域的新方法,研究人员可以一次解密成百上千个神经元的神经运动,可是,要完全明白 CNS 和 PNS 中庞大的路径如何作为一个系统运作以及它们如何与器官和免疫系统交互,我们另有很长的路要走。

如果我们能荟萃下一代神经接口、先进的光学成像、盘算神经科学和机械学习之大成,就有望加速系统级神经工程研究,而且有助于设计出更有效的生物电子设备。图 | 神经模拟技术未来的生长趋势(泉源:Semiconductor Research Corp.)展望未来只管未解之谜另有许多,挑战也无处不在,但生物电子医学领域的最新生长使人们认识到未来几年可能会发生什么事情。

随着下一代神经接口变得更易于获得和应用,我们对人类神经系统的明白会进一步加深,机械学习模型也将变得更具操作性。而由此发生的准确靶向生物电子药物可能会彻底改变药物的使用方式,为传统治疗手段无能为力的患者提供新的诊断和治疗选择。

泉源:CBInsights中文。


本文关键词:生物,电子,医,学的,当下,、,亚美体育app官网,前景,与,市场

本文来源:亚美体育app-www.qdsjzm.com