자연 + 기술

바이오융합은 의료의 미래

Nature + Technology

Bioconvergence is the Future of Healthcare

우리는 데이터, 분자 공학 및 새로운 프레임워크로 무한한 가능성이 열리는 포스트 게놈 시대에 살고 있습니다. 연구자, 엔지니어 및 바이오기술 회사는 “자연에서 영감을 얻는” 패러다임을 넘어 나아가고 있습니다. 생물학, 공학, 나노기술 및 IT 간의 구별은 점점 더 모호해지고 있습니다. 여기서 우리가 보고 있는 것은 단순한 점진적 반복이 아닙니다. 바이오융합은 혁명이자 다양한 분야의 대량 융합입니다.

Original source of graph – Figure 6.3 on Israel Innovation Authority’s webpage https://innovationisrael.org.il/en/reportchapter/bio-convergence

차세대 의료 솔루션은 자연으로부터 단지 영감을 얻는 것만이 아닙니다. 생물학 시스템과 프로세스를 능동적으로 합체하여 몇 년 전만 해도 상상조차 할 수 없는 가능성을 현실화하고 있습니다. 그런데 이러한 패러다임 이동은 무엇을 의미합니까? 바이오융합이란 정확히 무엇입니까? 그리고 그것이 의료의 미래에 대해 가지는 의미는 무엇입니까?

기술 + 자연:

융합 활성화

현대 의약품의 대부분의 역사에서 기술과 생물학은 복잡한 관계를 가지고 있었습니다. 초기 개업의들은 인체와 복잡한 기계 시스템 간의 유사성을 강조했습니다. 다른 사고방식 흐름은 더 전체적인 시각을 채택했습니다.

아무튼 과거 2 세기 동안의 주요 의학적 혁신은 서로 협력하여 작업하는 기술과 생물학에 의존했습니다. 창받침의 곰팡이보다 더 적은 페니실린의 발견은 생물학의 실수에서 비롯되었습니다. 그러나 항생물질 제조 및 전염병과의 싸움은 20세기 기술 혁신의 이유였을 가능성이 있습니다.

더 최근에 와서, IT는 의학 분야에서 더 큰 역할을 하기 시작했습니다. 사람의 유전자 지도가 2004년에 처음으로 밝혀지자 연구자들은 인체가 기계보다 훨씬 더 복잡하다는 뜻깊은 결론에 도달했습니다. 사람과 난해한 생물학 시스템은 우리가 상상하기 어려울 수 있는 반복, 개선 및 정련 과정을 통해 만들어졌으며 40억 년에 걸친 진화의 산물입니다.

온 세상은 공학에서 우리의 최고의 시도를 초과하는 생물학 시스템으로 이루어져 있습니다. 거미줄의 인장강도는 강철보다 몇 배 더 강하며 눈은 대부분의 카메라보다 훨씬 더 우수한 분해능을 가지고 있습니다.

이것이 의료 산업에 대해 가지는 의미는 무엇입니까? 연구자들은 생물학이 단지 난제의 원천만은 아니라는 것을 인식했습니다. 생물학이 기술과 결합하자 실질적인 솔루션을 제공했습니다. 분자 엔지니어, 의료 과학자 및 생물학자들이 힘을 합치자 새로운 패러다임인 바이오융합이 탄생했습니다.

바이오융합이란 무엇입니까?

바이오융합은 의료 및 생명과학 연구에 속하면서 공학/기술과 전산화된 시스템 간의 시너지 효과를 강조하는 산업 부문입니다. 바이오융합은 바이오테크놀러지의 두 기둥인 생물학과 기술이 외견상 보이는 것보다는 조정되기 어렵지 않다는 사실에 대한 이해를 바탕으로 합니다.

바이오융합은 바이오테크 체인의 특정 단계로 제한되지 않으며, 어느 부분에도 적용할 수 있는 접근법입니다. 오믹스에서 바이오프린팅, 생체모방, 그리고 진단에 이르기까지 바이오테크의 많은 새로운 분야는 바이오융합 패러다임에 뿌리를 두고 있습니다.

결국 생물학은 사실 수십억 년 동안 정련되어 온 공학에 불과합니다.

바이오융합 - 의약품의 미래 설명

20세기에 우리는 천연두, 독감, 소아마비, 그리고 최근의 Covid19와 같은 감염성 질병 공략에서 커다란 진보를 이루어 왔습니다. 지난 30 년 동안 HIV/AIDS 치료의 진전은 수백만 명의 목숨을 구했으며 레트로바이러스 치료는 사람들이 완전한 삶을 살 수 있게 해주었습니다.

그러나 엄청난 투자와 연구 노력에도 암, 심장질환 및 만성신부전 같은 만성 질환 공략에는 별다른 진전이 없었습니다. 이와 같은 괴리의 숨은 원인은 무엇입니까? 그 원인이 개별적인 요인으로 뽑을 수 있습니다. 만성 질환의 경우 두 사람의 경험이 같지 않습니다. 원인이 서로 다르고 동반질환이 서로 다를 수 있으며 비용과 관습적 치료 처방 요구 때문에 치료 접근법이 달라질 수 있습니다.

화학요법 같은 기존 치료는 지난 수십 년 동안 무수한 생명을 구했으며 반복적 개선과 정련은 점차 더 나은 결과를 가능하게 해 왔습니다. 그런데 수행할 수 있는 일이 더 많이 있습니다.

예를 들어 암과의 싸움에서 바이오융합은 의사들이 오믹스 기반 종양 프로파일링, 약물 투여 최소화 및 조직 교체를 통해 치료를 맞춤화하는 데 도움이 될 잠재력이 무한합니다.

오믹스 기반 프로파일링은 의사들이 종양의 특정 돌연변이와 생물지표를 식별하여 효과적인 치료 옵션을 좁혀갈 수 있도록 하는 데 도움이 됩니다. 약물 투여 최소화는 주변 조직을 손상시키지 않고 암의 영향을 받은 특정 부위에 의약품을 투여합니다. 그리고 종양이 성공적으로 제거된 후 바이오융합은 전체 조직 교체를 현실화합니다.

학문 분야로서의 바이오융합은 꽤 오랜 역사가 있지만 높은 비용과 소요시간 때문에 최근까지 시장에서의 바이오융합 기반 치료는 성공에 제한을 받아왔습니다.

차세대 DNA 시퀀싱 같은 관련 개발로 이제는 바이오융합 기반 치료 접근법의 비용과 소요시간을 줄이는 데 도움이 되고 있습니다. 시퀀싱은 의사들이 기반 유전적 위험 요인을 식별하는 데 도움이 됩니다. 또한 연구자들은 시퀀싱을 사용하여 서로 다른 종류의 암과 병원체를 신속하게 식별할 수 있습니다.

신속한 게놈 시퀀싱은 복수의 COVID-19 백신이 매우 빠르게 개발된 원인 중 하나입니다.

Rapid genome sequencing is one of the reasons that multiple COVID-19 vaccines were developed so quickly.

산업으로서의 바이오융합

유연성, 신속한 반복 및 비용 절감을 가능하게 합니다

바이오융합은 바이오테크, 생명과학, 심지어 로봇학과 같은 관련 산업의 중요한 진전입니다. 2020년대의 많은 의료 혁신을 책임지는 연구 개발 인프라를 변화시키고 있습니다.

산업 차원에서 바이오융합은 모든 바이오테크 회사기 직면한 근본적인 문제를 해결합니다. 해당 문제는 분자공학 전문지식과 생물학 간의 격차를 해소하는 것입니다.

이 문제는 조달 및 예산 할당에 실질적인 영향을 미칩니다. 실제로 실험실 기술을 운영하는(그리고 문제 해결하는) 엔지니어들은 연구팀에 비해 전혀 다른 기대치와 요구를 가지고 있습니다. CELLINK는 이러한 격차를 해소하여 유연성과 효율 개선을 현실화하기 위해 바이오융합을 최우선 과제로 설정했습니다.

우리는 엔지니어와 연구자의 의견을 모두 청취함으로써 당사의 BIO X 3D 바이오프린터 같은 제품에서 동급 최고 기능을 구현할 수 있었습니다. 복수의 프린트 헤드에서 10 배 더 높은 해상도, 그리고 미세한 온도 제어에 이르기까지 BIO X는 이전 세대 바이오프린터를 제한했던 문제를 해결하도록 설계되었습니다.

결론

건축물에서 악기, 그리고 의학 치료 처방에 이르기까지 인류 역사의 대부분 시간 속에서 자연을 모방하는 데 시간을 소비해 왔습니다. 하지만 오늘날의 데이터 기반 세상에서는 융합할 수 있는데 왜 모방을 하는가 하는 새로운 가능성이 등장했습니다.

바이오융합은 의료의 미래입니다. 목표가 분명하고 개인화된 치료, 질병 치유, 그리고 더 우수하고 더 접근 가능한 치료 세계에 대한 희망을 약속하는 미래입니다. 최고의 바이오융합 회사 CELLINK는 생물학 연구를 공학 전문지식과 통합하고 이들이 동전의 양면임을 인식함으로써 산업의 진전을 선도하고 의약품의 미래를 창조하도록 돕고 있습니다.

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