[스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템]   CDBIO는 첨단 분자물리학을 기반으로 한 분자-의료/헬스케어 서비스를 제공합니다.   예방진단의학과 의료복지 및 의학기술의 발달로 암에 대한 정복이 지속적으로 이루어져 왔음에도 불구하고 암은 여전히 인간의 건강을 위협하는 치명적인 위협 중 하나입니다. 국내의 암 발생률은 암 발생통계를 산출하기 시작한 1999년 이후 2012년까지 연평균 3.6%로 증가를 하다가 2012년 이후 평균 6.1% 하락하였으나 최근 다시 증가하는 추세로 전환되었습니다. 2015년 국내 암 발생자수는 약 21만 5천명으로 인구 10만 명당 421.4명을 보이고 있습니다.   그러나 암 생존율은 꾸준히 증가하여 1995년 약 40%이던 5년 상대 생존율은 2015년 약 70.7%까지 증가하였습니다. 이는 암 환자 3명 중 2명은 5년 이상 생존함을 나타내며 이러한 결과는 암 발생은 지속적으로 증가하고 있으나 악성으로의 진행은 억제하고 있는 것을 나타냅니다.   암의 완치, 또는 악성으로의 진행을 억제하기 위해 제일 중요한 사항은 암을 조기에 발견하는 것입니다. 예를 들어 위암의 경우 사망률이 점차 줄어들고 있지만 폐암 사망률은 2006년 28.7명에서 2016년 35.1명으로 증가하고 있는데 이는 폐암의 경우 조기 발견이 어렵기 때문인 것으로 추정되고 있습니다.   폐암은 공기가 많은 폐에 발생하므로 X-ray 같은 영상 장비로는 초기 암 검출이 용이하지 않습니다. 또한, 폐는 공기와 접촉하는 부분이라 폐암에서 발생하는 폐암기인물질의 혈액이나 소변에 대한 용존량이 극미하여 기존의 정밀도를 갖는 기술로는 초기 암 검출이 용이하지 않습니다. 따라서 대부분의 폐암이 많이 진행된 상태에서 발견되어 실질적인 치료 골든타임을 놓치게 되고, 이로 인해 치료 불능 상태에 빠지게 되어 생존율이 저하됩니다.   본 발명은 스마트폰을 이용하여 폐암을 검출하는 휴대용 폐암 진단 시스템에 관한 것으로 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지 준위를 설계함으로써, 분자 단위의 정밀한 진단을 할 수 있도록 한 것입니다.   폐암 진단 시스템에서 자치하는 많은 구성요소의 역할을 스마트폰에서 수행하도록 구성함으로써 작고, 저렴하며, 휴대가 용이한 효과가 있습니다. 또한 사람의 호기 중에 포함된 폐암기인물질을 ppt 단위의 정밀도로 검출함으로써 기존 기술로는 검출할 수 없는 초기 암을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있습니다.   스마트폰과 암 진단을 위한 전용앱을 사용하여 폐암 진단 시스템을 구성함으로써, 언제 어디서나 용이하게 휴대하며 간단한 호기 검사를 통해 암을 진단할 수 있는 휴대용 폐암 진단 시스템을 제공합니다. 또한 폐암기인물질의 산화환원전위의 에너지 준위를 이용하여 폐암기인물질을 분자단위로 정밀하게 검출할 수 있도록 함으로써 ppt 레벨 이상의 이르는 정밀도와 정확도를 갖는 새로운 개념의 휴대용 폐암 진단 시스템을 제공하기 위한 것입니다.    또한, 호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자기 이동되도록 센서 전극부의 에너지 준위를 설계한 후, 상기 센서 전극부에서 검출되는 전자의 이동을 스마트폰의 암 진단앱을 통해 분석함으로써, ppt 레벨 이상에 이르는 정밀도로 정확히 암을 진단할 수 있도록 함을 특징으로 합니다.   마지막으로 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 하나 이상의 이동유도물질(이하, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 물질)을 이용하여 에너지 준위를 설계하고, 가전자대(Valence Band)의 호모(HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital)에서 전도대(Conduction Band)의 루모(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)로 전자가 여기할 수 있도록 여기 에너지를 공급하여 전자의 이동을 제어함으로써, 더욱 정확한 진단이 이루어지도록 함을 특징으로 합니다.   ⓒ CDBIO-스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템(공개특허 10-2020-0023249)   * 대한임상보건학회는 CDBIO의 의료 인증 고문에 응하였으며 학술 협력을 진행하였습니다.

[호흡을 통한 생체검사(The Next Biopsy by Breathing)]   CDBIO는 첨단 분자물리학을 기반으로 한 분자-의료/헬스케어 서비스를 제공합니다.   인간의 호흠에는 1,000여 가지가 넘는 다양한 휘발성 유기물질(Volatile Organic Compounds, VOCs)이 포함되어 있으며, 이는 내인성 대사 또는 식이, 환경, 미생물 군집과 같은 외인성 공급원에서 발생합니다.   분자진단 기술 중 하나인 액체생검의 경우, 체혈이나 타액 채취 등의 과정이 필요하지만 VOCs는 단 한 번의 호흡만으로 진단이 가능하기 때문에 더 안전하고 편리한 분자진단 신기술입니다. 또한 분자 물리학이 적용된 첨단 진단기술로 값비싼 정밀 측정기기와 데이터 분석기가 필요없기에 시간과 장소의 제약 없이 진단 가능합니다.   현재 전세계 의학계에서는 다양한 방법을 적용하여 호흡을 통한 휘발성 유기물질 분석으로 질병을 진단하는 기술을 개발하고 있습니다. 이 분야에서 비교적 성과를 나타내고 있는 영국 Cambridge에 본사를 둔 호흡분석 전문 Owlstone Medical도 ppb 레벨정도의 측정만 가능하며 반도체 센서, 바이오 칩 등 다양한 기술을 적용해도 ppb 이상의 정확도는 불가능한 것이 현재 상황입니다.  하지만 CDBIO의 리튬내포풀러렌을 활용한 분자센서의 경우 ppt 레벨 수준의 정확도가 가능한 현 시점에서 세계 유일의 초 정밀 분자진단 기술입니다.       [분자진단(Personal Molecular Diagnostics)]   일반적으로 VOCs라 하면 환경오염 물질로 생각하기 쉽지만 실제로는 인체에서도 정상적으로 발생할 수 있는 기체입니다. 인체 내에 VOCs는 피에 섞여 돌아다니다가 소변이나 날숨을 통해서도 배출됩니다.   CDBIO의 리튬내포풀러렌이 활용된 분자센서는 체내에서 발생된 병원체에서 나오는 VOCs를 검출하는 원리로 질병의 유무를 진단하는 기술입니다. 이 기술은 X-Ray, CT 같은 정밀 의료기기 또는 세계적인 과학기업 ThermoFisher의 질량측정기 같은 고가의 의료장비로 구현되는 것이 아닙니다. 휴대용 스프레이 또는 전자담배와 비슷한 크기의 휴대용 기기형태로 구현될 수 있으며 복잡한 검사 과정이나 분석과정이 필요 없습니다.   작은 개인 휴대용 분자진단기기에 대고 한 숨을 길게 내어 뱉기만 하면 분자센서가 ppt레벨 수준의 정확도로 초정밀하게 질병 여부를 바로 알려줍니다. 30대 A씨는 식사 후 속쓰림 증상이 심하던 차에 개인 휴대용 진단기기에 숨을 내어 쉽니다. 그리고 5분 후 식도암 가능성 수치가 나옵니다. 속쓰림은 위, 식도 역류가 악화될 경우 나타나는 현상으로 속쓰림이 지속되면 식도 세포를 보호하기 위한 보호막이 생기는데 이를 바렛식도(Barrett’s Esophagus)라고 합니다. 이 호보막은 위산을 견뎌낼 수 있는 비정상 세포로 이루어져 있는데 이 비정상 세포는 추후 암세포로 변할 가능성이 커 실제로 바렛식도 환자의 10%는 식도암으로 이행되는 것으로 조사된 바 있습니다.   현재 CDBIO는 조기진단이 어렵다는 폐암에 대해서 ppt레벨 이상의 정밀도를 갖는 진단 시스템을 개발하였으며 현재 시제품 Prototype를 제작중에 있습니다.   ⓒ CDBIO-Blockchain based Molecular Healthcare Platfrom   *대한임상보건학회는 CDBIO의 의료 인증 고문에 응하였으며 학술 협력을 진행하였습니다.

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