신경 및 뇌 질환의 신약 후보물질이 타 질환에 비해 제한적이고 개발 성공 가능성도 낮은 상황에서 국내외 제약바이오 기업들이 새로운 비약물적 치료수단으로 신경자극 의료기기 사업에 뛰어들고 있다.  신경자극 의료기기가 미충족 치료 수요가 높은 신경계 질환 분야의 '파괴적 혁신' 기술로 떠오르고 있는 것이다.  

최근 한국산업기술평가관리원(KEIT)이 발간한 최신 KEIT PD 이슈 보고서에서는 신경자극 의료기기의 시장동향 및 기술동향 현황과 관련 산업 발전을 위한 정책적 시사점이 이뤄졌다.

보고서에 따르면 신경자극 의료기기는 인체 신경조직에 외부 에너지를 통한 물리적 자극을 인가해 내부 장기의 기능 조절을 유도하여 질병의 치료 또는 경감시키는 작용을 하는 의료기기를 말한다.  신경 자극을 통해 세포 활성, 생체 반응, 재생 속도 향상 등을 유도해 장기 기능을 조절하거나 통증을 제어한다.

신경자극 의료기기 시장은 최근 5년간 연평균 10% 이상 빠르게 성장하고 있다.  두 자릿수 성장의 배경에는 신경계 질환 환자 증가, 고령 인구 증가, 관련 기술 투자에 따른 파이프라인 증가, 다양한 적응증 확대 및 보험 적용 등 제도적 요인이 포함되고 있다.  이 중 신경계 질환은 55세 이상 인구의 약 55%에 영향을 미치는 주요 만성질환으로 뇌동맥류, 뇌종양, 간질, 기억장애, 다발성 경화증, 파킨슨병, 말초신경통, 척수종양, 뇌졸중 등이 있다.

오는 2024년에 약 62억 달러 규모에 달할 것으로 예측되는 신경자극 의료기기 시장은 글로벌 의료기기 기업인 메드트로닉, 애보트, 보스톤사이언티픽 3개사가 과점하고 있다.  여기에 최근 들어 국내외 제약바이오 기업, IT 전문기업 및 혁신 스타트업의 참여로 기술 개발과 시장이 급속히 확장하는 추세다.

예로 글락소스미스클라인(GSK)은 2016년 구글의 자회사 베릴리와 합작으로 갈바니 바이오일렉트로닉스를 설립했다.  GSK의 신약 개발 능력과 지식기반에 베릴리의 전자기술, 데이터 분석 및 소프트웨어 기술을 결합해 만성 질환에 대한 혁신 치료 기술을 개발하고 있다.   GSK와 베릴리 양사는 7년간 최대 5억4000만 파운드를 투자하기로 했는데 이는 한화로 1조원에 육박하는 금액이다.  수면, 편두통, 뇌졸중, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 등의 신경질환에 대한 임상 개발이 진행 중이다.

지역별 시장 규모를 보면 2018년 기준으로 북미 시장이 전체의 약 47%, 유럽 시장 27%, 아시아-태평양 시장 19% 가량을 차지했다.  북미 시장이 전체의 절반을 장악하는 상황 아래 국내 시장은 약 1%대 초반에 머무르고 있다.  그 배경으로 신경자극 의료기기의 대부분을 차지하는 인체 삽입형 기기에 대한 거부감 및 인허가 관련 제도 등의 문제가 있다.  

아울러 해외 주요 정부의 지원 프로그램 사례로 미국 국방위고등연구계획국(DARPA)의 '일렉트릭스(ElectRX)' 프로젝트가 있다.  '의약품에 의존하지 않는 치료법' 개발을 위한 프로그램의 일환으로 단기간 통증, 일반적 염증에 대한 연구와 외상후스트레스장애(PTSD), 우울증, 심각한 불안, 트라우마 등 정신 건강과 관련한 임상 연구를 진행하고 있다.

미국 국립보건원(NIH)은 SPARC로 알려진 프로그램을 주도하고 있다.  2017년부터 7년간 2억4천만달러를 투자해 신경자극 관련 기술에 대한 체계적 연구를 수행하고 있다.  SPARC의 목적은 말초 신경과 전기 신호가 내부 기관을 제어하는 방법을 이해함으로써 신경-장기 상호작용을 통한 새로운 치료법의 제공이다.

보고서는 "신경자극 의료기기의 글로벌 시장 진출을 위해서는 인체 친화형 소재와 패키징, 신경전극 및 인터페이스, 저전력 부품, 에너지 전달 기술, 인체 친화형 배터리 등 다양한 요소 기술에 대한 원천기술 확보가 필요하다"고 진단했다.

이어 "국내 우수한 IT, 전자기술 인프라를 기반으로 소재·부품·제약·의료산업과의 융합을 통해 부상 단계 시장을 선도하기 위한 핵심 기술 확보가 필요"하며 "신경자극 의료기기는 고부가가치 품목이면서 선진국과 기술격차가 큰 분야로 국내 기술력 향상을 위한 중장기적 지원이 필요"하다고 전했다.