| 초록 |
1. 분석자서문 랩온어칩(lab-on-a-chip) 기반 기술은 미세유체공학, 생체적합성 재료공학, 조직공학 기술의 발전과 더불어 생체모방 장기 칩(Organ-on-chip), 생체모방 인체 칩(body-on-a-chip), 질병 모델링을 위한 생체모방 암 칩(Cancer-on-a-chip)으로 진화하고 있다. 신약개발에 소요되는 고비용을 획기적으로 줄이는 방편으로, 랩온어칩 기반 기기가 전임상 단계에서 인체생리활성에 근접한 표준시험법으로 활용되기 위해서는 아직 극복해야 될 부분이 많다. 현재, 생체모방 장기 칩 스타트업들이 학술 연구로부터 태동하여 상업적인 영역으로 진출하고 있고, 신약개발 산업으로 거듭나기 위해 투자를 유치하고 있다. 이 분석에서는 생체모방 장기 칩 개발 및 상품화 과정들을 되짚어보면서 생체모방 장기 칩 기술의 과학적 토대에 대해 자세히 살펴보고, 이 분야를 선도하는 주요 기업과 핵심 제품군에 대한 기술 전반을 다루고자 한다[1]. 주요 기업에 대한 기술 정보, 제품의 상세 정보, 핵심 특허에 대한 내용은 접근이 쉽도록 링크를 찾아서 연결해두었다. 2.목차 1. 생체모방 인체 칩 1.1. 헤스페로스(HESPEROS○R) 1.2. 티슈즈(TissUse) 1.3. CN 바이오 이노베이션(CN Bio innovations) 1.4. 드레이퍼(DRAPER) 1.5. 최근 동향 2. 생체모방 조직 경계면 칩 2.1. 에뮬레이트(Emulate) 2.2. 엘비올릭스(Alveolix) 2.3. 놀티스(Nortis) 2.4. 미메타스(Mimetas) 2.5. 신비보(SynVivo) 2.6. 4D자인 바이오사이언스(4Design Bioscience) 2.7. AIM 바이오텍(AIM Biotech) 2.8. 큐럼 테크놀로지(Quorum Technology) 2.9. 최근 동향 3. 생체모방 연조직 칩 3.1. 혜프레젠(Hepregen) 3.2. 인버트(InVERT) 기술 3.3. 오가노보(Organovo, ONVO) 및 3D 세포배양 기반 칩 3.4. 휴럴(Hurel) 3.5. 키야텍(Kyatech) 3.6. 백스디자인(VaxDesign) 3.7. 태라 바이오시스템 (TARA biosystems) 3.8. 마이크로오가노( mu;Organo) 3.9. 다른 주요 기술 및 기술 동향 전망 4. 특허 5. 결론 및 분석자 의견 인체에 투약된 약은 크게 3가지 측면에서 인체 생리활성의 영향을 주고받는다. 여러 장기에서 대사 과정을 거치고, 조직 경계면을 지나야 하며, 연조직 반응을 자극한다. 아직 대부분의 생체모방 장기 칩이 한두 가지 측면만 고려한 모델이다. 하나의 플랫폼으로 인체 생리활성의 모든 측면을 구현하기 위해서는 각 기업들이 기술 및 특허를 융합하여, 지속적인 첨단 제품 발전을 공동으로 일궈내야 한다. 학계에서는 여러 연구실의 기술을 연결하는 야심 찬 연구들이 시도되고 있다. 생체모방 장기 칩 기술이 현재의 신약개발 파이프라인에 완전히 융합되기까지는 아직 요원하다. 하지만 생체모방 장기 칩 기술은 개념 검증 단계(POC)를 잘 넘겼고 표준 약물에 대한 실질적 생리적 기준 마련과 검증 단계에 직면해 있다. 이 분석에서 자세히 언급한 바와 같이 생체모방 장기 칩 기술개발과 상품화에 이르는 과정은, 현재 디지털 헬스케어 산업의 발전 속도와 궤를 같이하면서 더욱 가속화될 것이다. 제약사 및 헬스케어 기업들이 인공지능을 접목한 신약개발 플랫폼 개발에 투자하고 있고, 동물실험을 대체할 표준 시험법 개발에 대한 사회적, 경제적 요구 또한 높다. 이러한 요구에 부합하는 미세유체 기반 랩온어칩 기술의 핵심은 인체 생리활성을 구현하는 일이다. 관류 시스템 기술개발, 오가노이드 배양 및 3D 세포 배양법의 발전이 중요한 기여를 할 것이다. 환자의 조직을 직접 활용할 수 있는 역분화 줄기세포 기술, 크리스퍼 가위를 통한 유전자 편집 기술과의 융합은 생체모방 맞춤형 인체 칩(person-on-a-chip)으로 확장될 수 있다. 오가노보와 같은 3D 바이오프린팅 회사가 생체모방 장기 칩 기술을 선도하고 있듯이, 기술 및 제품의 표준화가 제품의 발전과 대중화에 더욱 중요해질 것이다. References 1. Zhang, B. and M. Radisic, Organ-on-a-chip devices advance to market. Lab Chip, 2017. 17(14): p. 2395-2420. 2. Miller, P.G. and M.L. Shuler, Design and demonstration of a pumpless 14 compartment microphysiological system. Biotechnol Bioeng, 2016. 113(10): p. 2213-27. 3. Frey, O., et al., Reconfigurable microfluidic hanging drop network for multi-tissue interaction and analysis. Nat Commun, 2014. 5: p. 4250. 4. Khan, O.F., et al., A novel high-speed production process to create modular components for the bottom-up assembly of large-scale tissue-engineered constructs. Adv Healthc Mater, 2015. 4(1): p. 113-20. 5. Fennema, E., et al., Spheroid culture as a tool for creating 3D complex tissues. Trends Biotechnol, 2013. 31(2): p. 108-15. 6. Markov, D.A., et al., Thick-tissue bioreactor as a platform for long-term organotypic culture and drug delivery. Lab Chip, 2012. 12(21): p. 4560-8. ※ 이 자료의 분석은 부산대학교 의과대학의 이승준님께서 수고해주셨습니다. |
