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미세유체 시스템을 이용한 단일 세포 이미지 기반의 신속 항생제 감수성 검사법 Rapid antibiotic susceptibility test system based on single cell imaging using a microfluidic system

분야의료기기
거래유형특허지원
업체-

기술개요

1) 주요 핵심기술 개발 내용 ○ 반도체 공정, 화학합성, 생물학 등의 전반적인 기술을 융합하여 세균 및 세포에 대한 약물검사를 기존 검사법보다 6배 이상 빠른 신속하고 정확한 검사 시스템을 개발. ○ 세균포획과 증균용 미세입자 (Micro-bead) 및 항생제 감수성 검사를 위한 미세유체 바이오칩 (Microfluidic Channel Biochip)을 제작하고 세균 세포 고정기술과 Automatic 세균성장 모니터링 기술을 접목시켜 기존 항생제 감수성 검사 시간을 혁신적으로 줄이는 분석 장비 및 시스템을 개발하는 기술임. 2) 개발기술의 목적, 용도, 적용 분야 ○ 현재 실험실, 병원, 연구소, 제약 회사 등에서 실행하고 있는 세포에 대한 약물검사에 적용시킬 수 있는 기술이다. 특히 병원에서 상시적으로 실행하고 있는 항생제 감수성 검사에 즉시 적용시킬 수 있는 기술. 3) 개발기술의 필요성, 기존기술과의 차이 및 개발기술의 구체적인 내용 및 효과, 특징 ○ 기존 항생제 감수성 검사 시간이 특성상 오래 지체되는 문제로 기존의 세균 감염증에 대한 항생제 처방은 의사의 경험적 처방으로 이루어지고 있고, 이러한 경험적 처방 결과 항생제 사용 중 약 30-60 %가 부적절하게 사용되는 항생제 오남용으로 이어지고 있음. ○ 병원이나 연구실에서 이루어지는 대부분의 항생제 감수성 검사 (Antibiotic Susceptibility Test, AST)는 시험할 세균이 특정 항생제에 감수성이 있는지 내성을 나타내는지 알아보는 검사를 말하며 실제 병원에서는 세균 감염증에 대해 AST을 실행함으로써 각각의 세균 감염증에 대해 치료 가능한 항생제를 찾는데 이용됨. ○ 현재 가장 많이 쓰이고 있는 수동적인 항생제 감수성 검사 시험법은 액체배지에서의 Micro-dilution 시험방법과 고체배지에서의 Disk diffusion 시험 방법 (Kirby-Bauer (KB) Test) 이 있음. - Micro-dilution 시험 방법과 KB 시험법 모두 항생제 감수성 시험 결과를 얻기 위해서 통상 Overnight (16-24시간) 시간이 필요로 하고 있음. 이는 약물에 대한 세균의 성장을 흡광도, Optical Density (OD)로 측정하고 있기 때문임. - 자동화된 항생제 감수성 검사장비들도 기본적으로 Micro-dilution에 의한 흡광도를 측정하는 원리를 사용하고 있어 대량의 환자에 대한 항생제 감수성 검사는 가능하지만 대부분의 경우 12~20시간정도 소요되고 있는 실정임. ○ 또한 흡광도에 의한 세균 측정 방법은 최초 세균 접종 때로부터 최소 세균수가 ~107 cfu/ml정도 이상으로 성장할 때까지 기다려야 하기 때문에 신속한 항생제 감수성 검사를 실행하기가 거의 불가능함. ○ 따라서 병원에서 행해지는 많은 수의 세균 감염증의 치료는 AST를 통한 적절한 항생제를 치료가 아닌 경험적 방법으로 항생제를 처방하고 있는 실정임. ○ 이러한 AST검사의 지체로 인한 경험적 치료 접근은 시급한 치료를 요하는 세균성 패혈증(Sepsis)에 대해 적절한 대응을 하지 못하게 할 뿐더러 항생제 오용을 부추기고 있어, 항생제 내성문제가 일으키는 주된 원인이 되고 있으므로 세균 감염증 치료를 위한 혁신적으로 빠른 AST검사 기법이 절실히 요구 되는 시점에 있음. ○ AST 검사시간을 혁신적으로 줄인 신속한 항생제 감수성 검사, Rapid Antibiotic Susceptibility Test (RASTTM) 기술

기술특징

1) 기술개발의 진행 및 기술의 완성도 ○ 본회사의 항생제 감수성 검사법 (RASTTM)은 국제 표준 기관인 CLSI 기준에 맞춰 개발됨 ○ CLSI 기관에서 추천하는 표준 균주로 검증이 먼저 되었고 현재 병원임상균주 실험을 마친 단계. 2) 기존 기술 대비 기술의 독창성, 효율성, 중요도 및 신기술 분야 개척가능성 등 차별성 ○ 기존 항생제 감수성 검사법은 약물에 대한 세포의 반응성을 단일 세포의 이미지가 아닌 집단 세포의 성장을 흡광도로 측정하기 때문에 적어도 최소 세균수가 ~107 cfu/ml정도 이상으로 성장할 때까지 기다려야 하기 때문에 평균 16~24시간이 걸림 ○ 미세유체 및 이미지로 항생제 감수성 검사 기술은 단일 세포 단위로 약물의 반응을 이미지로 직접 볼 수 있기 때문에 검사시간이 평균 3~4시간 밖에 걸리지 않아 기존 방법에 비해 혁신적으로 검사시간을 줄인 방법임. ○ 미세유체 및 이미지로 항생제 감수성 검사 기술은 이렇게 신속한 검사가 가능하여 많이 시도 되고 있지만 디자인과 기술의 한계로 상용화 하지 못하고 있음 (예, 미세 액적을 이용한 항생제 감수성 검사 방법, 미세 입자에 균주를 고립시켜 항생제 감수성 검사 실시.유전영동 (dielectrophoresis : DEP)를 이용해 균을 고정시킨 후 단일 세포의 성장 관찰을 통한 항생제 감수성 검사 방법 등). ○ 미세유체 및 이미지로 항생제 감수성 검사 기술에 단일세포를 고정시키는 기술 (Agarose 세균세포 고정법)을 독자적으로 개발하여 형광이나 다른 장치가 필요 없이 Intact한 세균의 성장을 관찰할 수 있게 되었고 또한 Throughput이 높아 상용화 시키는데 큰 장점이 있음. 3) 핵심(원천) 기술 보유 여부 ○ 본회사의 미세채널 기반 항생제 감수성 검사의 MAC system 기술은 세계 유일한 기술로써 본회사가 핵심(원천)기술을 보유하고 있고 특허가 2건이나 등록 됨 (3.1 특허 출원/등록 사항 참조)

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전화번호	043-713-8840	팩스번호	043-713-8908
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