바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 김성민 기자

생체현미경 의료기기 개발 위해 KAIST와 임상 계획, 분당서울대병원, 단국대병원, 건양대병원 산·학·병 컨소시움 구성..."정밀 암수술용 생체현미경 의료기기 개발 목표"

아이빔테크놀로지가 암수술 중 환자 환부에서 육안으로는 판별되지 않는 미세 암세포를 감지할 수 있는 첨단 레이저 생체현미경 의료기기 개발에 나선다.

아이빔테크놀로지는 12일 범부처전주기의료기기연구개발사업의 지원과제로 선정돼 향후 4년간 총 70억원의 연구개발비를 지원받게 된다고 밝혔다. 범부처전주기의료기기연구개발사업은 K-바이오 의료기기 산업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 6년간(2020~2025년) 총 1조2000억원 규모의 대형국책사업이다.

주관기관인 아이빔테크놀로지는 생체현미경 의료기기 개발을 위해 KAIST와 분당서울대병원, 단국대병원, 건양대병원과 산·학·병 컨소시움을 구성했다. 향후 4년의 국책과제기간 중 3개 병원의 암환자를 대상으로 다기관 임상시험을 통해 임상적 유효성을 검증하고, 의료기기로 출시할 계획이다.

암환자 정밀수술용 생체 이광자현미경(two-photon microscopy) 시스템은 수술실 내에서 수술 중인 암환자 환부조직으로부터 미세 암세포까지 판별할 수 있는 고해상도 영상 의료기기로 개발될 예정이다.

암환자의 수술 후 낮은 재발률과 높은 장기 생존율을 달성하기 위해서는 암조직을 완벽히 제거하는 것이 중요하다. 육안상 암조직과 정상조직의 경계가 불분명한 경우 완벽한 암조직 제거 여부의 확인를 위해 절제면의 조직학적 검사(동결절편분석)가 필요하다. 그러나 현재 기술로는 수술 중 오랜 시간이 소요되는 조직검사는 제한적일수 밖에 없었다. 또한 정상조직으로 미세한 암조직 및 암세포가 침투한 경우에는 수술 중 조직검사에서 발견되지 않는 경우도 발생할 수 있었다.

수술 후 시행된 조직검사 시점에서야 암세포가 남아있는 것으로 판명되면 환자에게 추가적인 방사선치료 혹은 항암제치료가 필요해 의료비용 부담이 커지며 재발 위험도 감수해야 했다. 그러나 이를 피하기 위한 과도한 절제는 정상조직까지 손실되어 수술 후 장기기능 손실과 오랜 회복기간으로 이어져 환자 예후에 부정적인 영향을 줄 수 있다.

이와 같은 한계점을 극복하기 위해 아이빔테크놀로지는 독보적인 원천기술인 초고속 레이저현미경 영상획득 및 조직 움직임 보정기술을 바탕으로 암수술 중 암과 주변부 조직으로부터 고해상도 조직영상을 획득했다. 또한 이를 AI Deep-Learning 알고리즘으로 분석함으로서 수술 중인 집도의에게 고해상도 조직병리학 영상정보와 다양한 분자 바이오마커 정보를 제공할 수 있는 정밀 암수술용 생체현미경 의료기기의 개발을 목표로 하고 있다.

향후 개발되는 정밀수술용 생체현미경은 암환자의 수술 후 재발률을 낮추고 환자조직과 장기기능의 손실을 최소화 할 수 있는 정밀수술을 수행하기 위한 목표다.

김필한 아이빔테크놀로지 대표는 "이번 국책과제 선정을 계기로 살아있는 생체 내부의 세포를 관찰할 수 있는 생체현미경 기술의 적용 범위를 기존의 의약바이오 연구뿐만 아니라 인체에 적용하는 의료기기로 확장할 것”이며“이를 통해 향후 바이오신약개발부터 정밀진단과 치료효과분석까지 글로벌 바이오⋅헬스산업에서 다양하게 활용될 핵심플랫폼으로 자리매김하게 될 것”이라고 말했다

한편 아이빔테크놀로지는 서울대 전기공학부(학·석·박사)와 하버드의대를 거쳐 현재 KAIST 의과학대학원 교수로 활동하는 김필한 대표가 개발한 생체현미경 기술사업화를 위해 2017년 6월에 창업한 기업이다.

아이빔테크놀로지는 지금까지 총 110억원 규모의 투자를 유치해 살아있는 동물 내부의 조직에서 움직이는 세포와 약물을 고해상도로 관찰할 수 있는 일체형 생체현미경 시스템을 개발해 2018년 최초로 상용화했다는 설명이다. LB인베스트먼트, 에이티넘인베스트먼트, BNH인베스트먼트, 미래에셋벤처투자, 컴퍼니케이파트너스, 타임폴리오자산운용 등이 투자에 참여했다.

아이빔테크놀로지의 생체현미경 시스템은 ▲생체 내 세포 영상(In Vivo 4D cell imaging, tracking & monitoring) ▲생체 내 약물 효능 검증(In Vivo imaging of drug efficacy) ▲생체 내 약물 전달 영상(In Vivo imaging of drug delivery) 등을 확보할 수 있다. 또한 폐, 심장, 뇌, 소장, 대장 등 거의 모든 생체 조직에 대해서 이미지 획득이 가능하다. 이를 통해 동물 시험에서 정확한 약물 기전 파악 및 시험기간 단축 등이 가능하며 특히 엑소좀, 이중항체, 마이크로바이옴 등 다양한 신약 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

현재 국내 서울의대, 분당서울대병원, 아산병원, 세브란스병원, 노터스와 미국 보스턴의 하버드의과대학에서 기초의과학연구와 신약개발 등에 활용되고 있으며, KAIST, 광주과기원(GIST), 기초과학연구원(IBS), 큐라클에 공급될 예정이다.