의료용 마이크로 로봇: 현실인가 공상인가?

지금은 공상처럼 들릴 수 있지만, 사람들이 미래를 낙관적으로 바라보던 시절이 있었습니다. 이런 낙관주의를 1960년대만큼 잘 보여주는 시기는 없습니다. 예를 들어 1966년 영화 «환상 여행»에서는 잠수함 승무원들이 배와 함께 미세한 크기로 줄어들어, 부상당한 과학자의 몸속으로 들어가 뇌의 손상을 수리합니다. 

50여 년이 지난 지금, 이것은 예전에 생각했던 것만큼 공상이 아닙니다. 세계는 실제로 소형 로봇을 인체에 투입해 뇌와 중추신경계의 다른 부위 손상을 회복시키려 하고 있습니다. 

지수적 기술에 대한 투자

2016년에 설립된 Bionaut Labs는 2021년 3월 2,000만 달러를 유치했습니다. 투자자 중에는 벤처 펀드 BOLD Capital도 있었으며, 이 펀드의 제너럴 파트너는 피터 디아만디스입니다. 이 유명한 억만장자는 «지수적» 기술, 특히 인간 수명 연장 같은 분야에 투자하고 있습니다. 

“Bionauts와 다른 의료용 로봇은 지수적 기술들이 놀랍게 융합된 결과입니다. 컴퓨팅, 인공지능, 센서, 네트워크, 3D 프린팅, 가상 및 증강 현실의 조합이 질병을 발견하고 치료하는 방식을 바꾸고 있습니다”

주목할 점은 Bionaut Labs의 경영진과 자문위원회 일부 구성원이 PrimeSense와 관련되어 있다는 것입니다. 2013년 Microsoft(MSFT)는 PrimeSense를 3억 6,000만 달러에 인수했습니다. Xbox 360에 쓰이는 3D 제스처 인식 기술도 바로 PrimeSense가 개발했습니다. 

정밀 치료를 위한 마이크로 로봇

Bionaut Labs는 쌀알보다 작은 원격 조종 로봇을 개발하고 있으며, 이 로봇은 신체 내부를 이동하며 뇌와 중추신경계를 포함한 다양한 질병을 정밀하게 치료합니다. 

차이를 이해하는 것이 중요합니다. 정밀 의학(개인 맞춤 의학이라고도 함)은 유전학, 머신러닝 및 기타 도구를 활용해 치료를 개인의 생리적 특성에 최대한 맞춥니다. 반면 Bionaut Labs는 정밀 약물 전달 플랫폼을 만들고 있습니다. 이 회사의 방식은 주사를 대체하기 위해 만들어진 로봇 알약과도 다릅니다. 

3D 프린터로 출력된 길이 1mm 미만의 Bionauts에는 자기 유도 시스템으로 원격 제어되는 움직이는 부품이 들어 있습니다. 이 작은 로봇을 작동시키는 데 필요한 자기 에너지는 MRI에서 사용되는 에너지의 10% 미만입니다. 이 에너지는 생성하는 데 훨씬 저렴합니다. 이 소형 의료 기기는 자율적으로 작동할 수 있지만, 사람들은 그 활동을 계속 파악하게 됩니다. 

로봇은 硬막외 마취 때처럼 요추 부위에 주입하거나 두개골 뒤쪽으로 넣습니다. 이후 로봇은 가속하여 조직을 뚫고 목표 부위(예: 종양)까지 나아가고, 자석으로 작동이 시작되어 특수 공간에 담긴 약물을 방출합니다. 이후 로봇은 왔던 길을 따라 되돌아갑니다. 

Bionauts는 뇌척수액 속을 떠다니거나 뇌 조직을 뚫고 지나갑니다. 이들은 1mm의 오차 가능성을 가진 외과의 수준의 정밀도를 갖습니다. 로봇은 크기, 하중, 형태, 구조, 기능이 다양할 수 있습니다. 

의료의 미래

Bionaut Labs는 승인된 약물의 약 절반이 국소적인 질병을 치료하며, 소형 로봇으로 표적을 정확히 겨냥하면 더 나은 결과를 얻고 유해한 영향과 부작용을 줄일 수 있다고 주장합니다. 

회사는 처음에 자사의 로봇 약물 전달 시스템을 신경교종과 헌팅턴병 치료에 겨냥했습니다. 신경교종은 뇌나 척수에서 생기는 종양의 한 유형으로, 모든 악성 뇌종양의 80%를 차지합니다. 헌팅턴병은 뇌가 점진적으로 퇴행하는 질환으로, 이를 치료할 수 있는 방법은 몇 가지에 불과합니다. 

«Bionauts는 여러 효과적인 치료법이 있거나 아예 없는 심각한 뇌 질환에 대한 새로운 표적 치료법으로서 큰 가능성을 열어 줍니다. 더 나아가 Bionauts의 폭넓은 치료 잠재력은 기존 치료법이 제한적이거나 없는 많은 질환에까지 미칩니다»라고 Khosla Ventures(Bionaut Labs의 또 다른 투자자)의 창립자 비노드 코슬라가 말했습니다.

앞으로 Bionaut Labs의 로봇은 치료 도구뿐 아니라, 증상이 나타나기 전 질병을 찾아내기 위해 몸속에 남아 진단 도구로도 쓰일 수 있습니다. 피터 디아만디스는 더 미래지향적인 목표도 예측합니다. 훨씬 더 작은 Bionauts 로봇이 눈 질환을 최소 침습적으로 치료하는 데 쓰일 것이라는 전망입니다. 

이 모든 것은 아직 앞으로의 계획입니다. 현재 회사는 전임상 단계에 있으며 돼지와 양을 대상으로 Bionauts를 시험하고 있습니다. 사람을 대상으로 한 임상시험은 몇 년 뒤에 진행할 계획입니다.