아이빔테크놀로지(주)의 세계 최초 All-In-One 생체현미경(KAIST 제공) © News1

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 나노과학기술대학원/의과학대학원 김필한 교수 연구팀이 소속된 교원창업기업 ‘아이빔테크놀로지(IVIM Technology, Inc)’가 3차원 올인원 생체 현미경 ‘IVM-CM’과 ‘IVM-C’를 개발했다고 5일 밝혔다.김필한 교수 연구팀의 혁신적 생체현미경(IntraVital Microscopy, IVM) 원천기술을 토대로 개발한 것으로, 미래 글로벌 바이오헬스 시장에 활용될 예정이다.

아이빔테크놀로지의 ‘IVM-C’와 ‘IVM-CM’모델은 최초의 올인원 3차원 생체현미경 제품으로 살아있는 생체 내부 조직을 구성하는 세포들을 고해상도로 직접 관찰할 수 있다.

기존 MRI나 CT 등으로 불가능했던 신체의 다양한 장기 내부에서 움직이는 세포들을 하나하나 구별해 관찰하는 것이 가능하다. 이를 통해 다양한 질병이 몸속에서 발생하는 과정에 대해 자세한 세포단위 영상 정보를 제공할 수 있다.

특히 독보적인 초고속 레이저 스캐닝 기술을 이용해 기존 기술 수준을 크게 뛰어넘는 고해상도와 정밀도로 살아있는 생체 내부의 다양한 세포 및 주변 미세 환경과 단백질 등의 분자를 동시에 영상화하는 것이 가능하다. ‘IVM-C’모델은 살아있는 생체 내부의 고해상도 공초점 영상을 총 4가지 색으로 동시에 획득할 수 있으며, ‘IVM-CM’모델은 공초점 영상과 더불어 고속펄스레이저를 이용한 다중광자 영상까지 획득할 수 있다.

‘IVM-C’와 ‘IVM-CM’은 여러 인간 질환의 복잡한 발생 과정을 밝히기 위한 기초 의․생명 연구의 차세대 첨단 영상장비가 될 것으로 기대된다.

김필한 교수(최고기술책임자·CTO)는 “‘IVM-C’와 ‘IVM-CM’은 생명 현상을 보다 정밀하게 종합 분석하기 위한 혁신적 원천 기술"이라며 "급성장할 글로벌 바이오헬스 시장을 개척할 수 있는 차세대 의료, 의약 기술 발전을 가속화할 핵심 기술이 될 것이다”고 말했다.

아이빔테크놀로지는 시장성과 성장 가능성을 높게 평가받아 창업 후 3개월 만인 2017년 9월 30억 원의 투자 유치를 달성한 바 있다.

아이빔테크놀로지는 대표이사는 김인선 전 제넥신 경영지원본부장, 최고기술책임자는 김필한 교수, 영업 및 마케팅 총괄은 독일 광학 기업인 칼자이스에서 14년간 경험을 쌓은 박수진 이사가 맡고 있다.

또 KAIST 박사 출신들로 구성된 기술개발팀과 연구서비스팀이 차세대 후속 장비 개발과 글로벌 바이오헬스 시장 활성화를 위해 노력하고 있다.

김필한 교수 연구팀은 KAIST 창업원 엔드-런(End-Run) 사업화 도약 과제에 참여했으며, 아이빔테크놀로지는 창업원의 지원을 받아 설립됐다.

세계적 현미경 제조사들의 기술을 넘어 혁신적 원천 기술을 기반으로 개발된 ‘IVM-C’와 ‘IVM-CM’은 여러 인간 질환의 복잡한 발생 과정을 밝히기 위한 기초 의·생명 연구의 차세대 첨단 영상장비가 될 것으로 기대된다.

생체현미경은 바이오제약 분야에서 크게 주목받고 있다. 최근 바이오제약 산업은 단순 합성 약물 개발보다 생체의 미세 구성단위인 세포 수준에서 복합적으로 작용하는 면역치료제, 세포치료제, 유전자치료제, 항체치료제 등 새로운 개념의 바이오의약품 개발에 집중하고 있기 때문이다.

인체는 수없이 많은 세포들이 복잡한 상호작용을 통해 동작한다. 그러나 현재 신약개발 전임상 단계에서는 시험관 내(in-vitro)와 생체 외(ex-vivo) 실험처럼 상호작용이 일어나지 않는 방식의 연구가 주로 수행되고 있다.

이러한 실험 결과들로만 얻은 결과로 임상시험에 진입한다면 오류와 실패의 가능성이 높아진다. 때문에 신약개발을 위한 임상시험 전 마지막 단계에서 반드시 살아있는 동물에서의 생체 내(in-vivo) 실험으로 효능 분석이 진행돼야 한다.

생체현미경 기술은 바로 이러한 과정에서 살아있는 동물 내부의 목표로 하는 세포, 단백질과 주입된 물질의 움직임을 동시에 3차원 고해상도 영상으로 직접 관찰할 수 있어 시험 결과의 오류, 시간, 비용을 현저히 줄일 수 있다.

기존 현미경 기술을 살아있는 생체에 적용하려면 영상 획득 과정 동안 생체를 유지하기 위한 여러 추가적인 장비가 필요하다. 또 영상 속도와 해상도의 한계로 인해 생체 내부의 세포를 직접 관찰하기 어려웠다.


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