Pieter Edelman
15 June 2011

Met een innovatief ontwerp voor hersensondes denkt de kersverse Philips-spin-off Sapiens de huidige praktijk van deep brain stimulation aanzienlijk te kunnen verbeteren. Door MRI-compatibiliteit wordt plaatsing makkelijker en door een ontwerp met 64 elektrodes is het doelgebied beter te stimuleren, claimen de oprichters.

Met een eerste financieringsronde van dertien miljoen euro wordt de onderzoekslijn voor ’hersenpacemakers‘ van Philips Research uitgesponnen als het zelfstandige bedrijf Sapiens Steering Brain Stimulation, kortweg Sapiens. De onderneming, gevestigd op de High Tech Campus wil deep brain stimulation (DBS) de komende jaren naar een hoger plan tillen. Bij de behandelmethode worden elektrodes in het hersenweefsel geplaatst om met constante frequentie kleine stroompulsjes af te geven. De methode wordt momenteel ingezet om de symptomen van een reeks aandoeningen tegen te gaan, zoals Parkinson, epilepsie, motorische aandoeningen, (chronische) depressie en ernstige dwangstoornissen.

Sapiens wil een aantal problemen met de huidige gang van zaken aanpakken. De procedure is nu nogal gefragmenteerd en de plaatsing van de elektrodes en de afstemming van de pulsgenerator vereisen veel tijd en expertise. Ook is de probe met het omliggende weefsel niet in beeld te brengen met MRI. En de elektrodes zijn relatief groot, waardoor niet alleen het doelgebied maar ook het omliggende weefsel wordt beïnvloed. Daardoor is er een risico op bijwerkingen, variërend van problemen met spraak tot aan stemmingswisselingen. ’Vanwege het risico op die bijwerkingen zien neurologen de ingreep als last resort. Als je dat kunt oplossen, kun je een veel grotere markt bestrijken‘, vertelt Sjaak Deckers, medeoprichter en CEO van Sapiens.

De enabler van verbeteringen is een nieuwe probe. De hedendaagse praktijk gebruikt dunne sondes met vier ringvormige elektrodes, elk met een oppervlak van enkele vierkante millimeters. Sapiens‘ huidige prototype is een probe van ongeveer een centimeter lang, waarop rondom 64 elektrodes zijn aangebracht, elk van slechts enkele honderden micrometer in doorsnede. Dit grote aantal van kleine elektrodes maakt het mogelijk om met veel hogere resolutie te stimuleren alleen daar waar dat nodig is, zo is de gedachte. Daarnaast kan de sonde behalve stimulatiepulsjes zenden ook elektrische metingen doen. En, nog een belangrijke troef, er zijn geen ferromagnetische materialen in verwerkt, waardoor de probe geen invloed heeft op MRI-beelden.

Sapiens zet lithografische en dunnefilmtechnieken in voor de fabricage, waar de huidige varianten nog met de hand worden geassembleerd. Het ontwerp is nu uitgebreid getest in het lab. Met de investering schat de spin-off over een paar jaar proeven op mensen te kunnen uitvoeren en goedkeuring te krijgen van de Europese autoriteiten voor de vermarkting.

Sapiens
Bij de huidige generatie hersen-probes kan de stimulatie zich onbedoeld uitbreiden tot buiten het doelgebied, waardoor bijwerkingen ontstaan. Dit kan alleen worden opgelost door de intensiteit omlaag te schroeven. Sapiens‘ probeontwerp is veel fijnmaziger en kan daardoor gericht stimuleren.

Littekenweefsel

Dankzij dit nieuwe probeontwerp wordt er van alles mogelijk rond de operatie en de behandeling, waar Sapiens allemaal op wil inzetten. ’DBS-behandelingen bestaan uit complexe procedures, waar verscheidene medische experts bij betrokken zijn en verschillende producten en deeloplossingen worden gebruikt. Sapiens heeft de ambitie om één geïntegreerde oplossing aan te bieden‘, vertelt Hubert Martens, een van de andere medeoprichters.

Ten eerste is er het aanbrengen van de probe. Het doelgebied bevindt zich diep in het brein en is vaak slechts enkele millimeters in diameter. De chirurg moet er precies achter zien te komen welke gebieden gestimuleerd en welke met rust gelaten moeten worden. Daarom wordt er een op het eerste gezicht vrij bizarre methode toegepast: de patiënt wordt alleen plaatselijk verdoofd en als de hersenen zijn vrijgemaakt, gevraagd simpele oefeningetjes te doen zoals terugtellen, terwijl de chirurg verschillende gebieden met een elektrode aanstipt om te zien hoe dit de oefeningen beïnvloedt.

Het Sapiens-systeem kan deze procedure aanvullen met MRI-beelden. De beeldanalysesoftware helpt om te bepalen hoe de probe tussen kritische hersenstructuren door precies in het doelgebied kan worden gestoken. ’Voor een deel kun je het targetgebied herkennen aan de hand van de anatomie‘, vertelt Martens. De oefeningetjes blijven wel een rol spelen tijdens de ingreep. Ook daar heeft Sapiens op gemikt. De software van het bedrijf helpt om de metingen tijdens operaties te interpreteren.

Tot slot is er het afstellen van de pulsgenerator. Dat is nu vooral een kwestie van uitproberen. Maar doordat de Sapiens-probe ook kan meten, kan die straks de stimulatie gericht sturen met de 64 elektrodes. ’Ons systeem visualiseert het doelgebied en de ladingswolk. De software bevat daarvoor modellen van die elektrische velden. Die ladingswolk kun je dan precies naar het target sturen‘, vertelt Martens. Het afstellen gebeurt doorgaans enkele weken na de plaatsing van de probe en kan eenvoudig worden aangepast.

Ook de pulsgenerator is een eigen geavanceerd ontwerp. Er moeten immers 64 kanalen worden aangestuurd en bovendien moet het apparaatje ook de metingen van de probe kunnen verwerken en daarbij zo weinig mogelijk stroom verbruiken. Ook nieuw is dat het tot op zekere hoogte kan compenseren voor veranderende omstandigheden zoals inkapseling, een proces waarbij het lichaam de probe in littekenweefsel inpakt. Dit weefsel is een slechte geleider.

De MRI-compatibiliteit heeft nog een ander groot voordeel. Juist bij patiënten met hersenaandoeningen is er grote behoefte om met MRI onderzoeken te kunnen doen, iets wat nu niet kan met een probe. ’We hebben veel met artsen gepraat, en die hamerden op MRI-compatibileit‘, vertelt Deckers.

Omzet

De hoofdinvesteerders zijn Wellington en Edmond de Rothschild Investment. Ook Life Sciences Partners doet een duit in het zakje. Philips en probefabrikant Neuronexus, die als onderzoekspartner optrad, krijgen een minderheidsbelang.

De productie van Sapiens-systemen moet de komende jaren nog uitkristalliseren. ’We gaan eerst de kerntechnologie uitontwikkelen‘, zegt Deckers. Voor de sales- en marketing is het bedrijf neergestreken in München, omdat het denkt dat Duitsland initieel de belangrijkste afzetmarkt zal zijn.

Sapiens richt zich in eerste instantie op de behandeling van Parkinson. Dat heeft een strategische reden. ’Het probleem van medische-devicebedrijven is dat de regelgeving heel veel tijd in beslag neemt. Wij kiezen voor een bewezen indicatie, waarvoor je alleen hoeft te demonstreren dat de gekozen implementatie goed werkt. Die Parkinson-therapie wordt ook vergoed door de verzekeraars‘, legt Deckers uit. Als die goedkeuring er eenmaal is en het bedrijf omzet genereert, kan het uitbreiden naar andere ziektebeelden en naar de Amerikaanse markt.

Sapiens bestaat momenteel uit zeven personen. Met de investering wil het op korte termijn nog een aantal ontwikkelaars aannemen. Marktintroductie zal nog jaren op zich laten wachten, maar Deckers is ervan overtuigd dat het met de investering een revolutie in DBS zal kunnen ontketenen. ’Een serie-A-financieringsronde van dit bedrag is de afgelopen jaren niet voorgekomen in Nederland. We hebben ook echt tegen onze investeerders gezegd dat het met minder niet zal lukken. Ik ben er erg trots op dat we ze hiervan hebben weten te overtuigen. Het zijn top-tier venture capitalists op het gebied van medische technologie in Europa. That shows it all.‘