미래의 약은? 집에서 3D 프린터로 만드는 맞춤형 알약

의사인 다니엘 크라프트는 약에 대한 처방 방법을 바꿔야 한다고 말합니다. 약물 치료가 잘못되어 독성 부작용을 일으키거나, 전혀 효과가 없는 경우도 있기 때문이죠. 크라프는 이 강연에서 개인 맞춤형 치료제의 미래상을 소개하고, 개인의 필요에 따라 알약을 디자인 할 수 있는 3D 프린터 시제품을 공개합니다.

우리는 약의 세상에 살고있습니다.

한 해에 약 45억 건의 처방전이
저 같은 의사들에 의해 발급되죠.

올해 미국에서만 그 정도입니다.

남녀노소할 것 없이
한 사람당 15건에 해당됩니다.

그런데 우리들에게는

약을 먹으려 할 때
자주 헷갈리기 마련이죠.

약의 개수, 복용 방법, 부작용,
획일적인 복용량 등등

처방된 대로 복용하지 않는 경우가 많죠.

여기에는 대가가 뒤따릅니다.

우리의 시간, 돈, 건강을 잡아먹죠.

그런데 요즘 같은 정보화,
데이터로 가득한 시대에는

이것보다 더 잘 할 수 있고
잘해야 된다는 생각이 듭니다.

그럼 어떤 문제점이 있는지 알아보고

가능한 해결책에 대해 살펴보겠습니다.

먼저 이것부터 시작해보죠.

처방된 약이 복용자에게는
실제로 효과가 없다는 사실입니다.

올해 미국에서 가장 많이 팔린
10종류의 약에 대해서

약에 따라 복용자 4명 중 1명 혹은
23명 중 1명만 약효가 있었습니다.

여러분이 그 한 명이면 좋겠지만,
다른 사람들은 어떡하나요?

더 심각한 것은

약이 효과가 없을 뿐만 아니라
부작용 가능성도 있다는 거예요.

아스피린을 예로 들면

심혈계 질환을 방지하기 위해
약을 먹는 4명 중 1명은

자신도 모르게 아스피린에
내성이 생기게 됩니다.

게다가 위장 내출혈의
부작용 위험으로 인해

매년 수천 명이 사망하죠.

이렇듯 약으로 인한 부작용이

미국인의 4대 사망 원인 중
하나라고 추정되고 있습니다.

제 할아버지 또한

한 번의 항생제 복용이
신부전으로 이어져 돌아가셨죠.

오늘날 약으로 인한 이러한 부작용 문제는

복용량과 깊은 연관이 있습니다.

저는 소아과와 성인 내과에서
근무한 적이 있는데요.

신생아 중환자실에서 근무하던 날에는

신생아 환자를 위해 몇 mg의
아주 적은 양의 약을 준비했습니다.

그 다음날 밤, 응급실에 있을 때는

180 kg의 건장한 남성이든
연약한 요양원 환자든 상관없이

처방집 대로 동일한 양의 약을
처방하게 됩니다.

따라서 건장한 남성은
너무 적은 약을 먹게 되고

요양원 환자는 과다 복용하게 됩니다.

나이와 체중뿐만 아니라

성별과 인종에 따른 차이도
무시되곤 합니다.

그런데 그 이상으로,
더 심각한 문제도 있습니다.

복약지시를 따르지 않거나
약을 적게 먹는 일이죠.

약을 먹어야 되는 환자들이

약을 안 먹거나,
잘못 먹고 있는 거예요.

미국에서 65세 이상 성인의 40%가

5 가지 혹은 그 이상의 약을
복용하고 있습니다.

15 가지가 넘는 경우도 있고요.

복용량 미준수 문제가 조금만 개선되면
돈을 아끼고 생명도 구할 수 있습니다.

그런데, 미래를 예측하거나

현재 기술 수준을 생각해보면

맞춤형, 스마트 표적 치료제에 대한
이야기를 종종 듣게 됩니다.

사물인터넷, 유전자 치료, 인공지능

이미 정밀 의학의 시대가
도래했다고 볼 수 있죠.

그런데, 우리의 현실은 여전히
실험적이고 시행착오를 겪는

비정밀 의학의 시대에 삽니다.

더 잘할 수 있는데도 말이죠.

약을 더 쉽게 복용하는 방법을
상상해보면 어떨까요?

여러분에게 알맞은 조합으로
복용량을 맞춰주는 거죠.

요즘의 알약절단기, 팩스 기계 같은
말 그대로 최신기술을 뛰어넘어

더 낮은 가격으로, 더 좋은 효과를
얻을 수 있는 시대를 여는 겁니다.

생명도 살리고, 약 서랍장의
공간도 아끼고 말이죠.

해결책의 실마리는

건강 정보를 측정하고 연결하는
방법에서 찾을 수 있습니다.

오늘날, 우리는 질병에 대응하는,
치료 중심의 세상을 살고 있고

축적된 정보가 단절되어 있습니다.

우리는 더욱 연속적이고,
실시간 사전 대응이 가능한

진정한 건강 관리로 나아갈
잠재력이 있습니다.

그 출발점은 바로
자가 진단에 있습니다.

요즘 우리는 자신의 운동량과
건강 상태를 측정할 수 있습니다.

그 정보는 주로 휴대폰과
측정기에 저장되었죠.

하지만 이제 그 정보가 간호사나
의사에게 전달되기 시작했습니다.

그래서 예방, 진단, 치료를
더욱 최적화할 수 있게 되었죠.

이를 통해서 더 흥미로운
일들을 할 수 있습니다.

고혈압을 예로 들면

세계적으로 조기 사망율에
크게 기여하는 원인 중 하나입니다.

미국 성인의 대략 절반 정도는
고혈압 증세가 있는데요.

그들 중 절반 정도는
협압이 잘 관리되고 있습니다.

대부분 경우, 서로 다른
두세 가지 종류의 약을 먹기에

고혈압 약을 바꾸거나
조절하기 쉽지 않습니다.

매일 500건의 예방 가능한
고혈압 사망건이 발생하죠.

미국에서만 매일이요.

그런데 요즘에는
실시간 고혈압 측정기가 있습니다.

FDA는 고혈압 측정기를
손목시계에 넣는 것도 승인했죠.

팔에 감을 필요 없는 레이더 기반의
혈압 측정기도 현재 개발되고 있습니다.

연속적으로 혈압측정이 가능하죠.

즉, 미래에는 아마..

병원에서 혈압을 측정하는 대신에

의사가 제 혈압을 실시간으로
관찰하고, 경향을 살피다가

필요할 때 혈압을 조절하게 될 겁니다.

혈압 조절 알고리즘이나

사물 인터넷을 사용해서 말이죠.

이제, 기술로 더욱
많은 일을 할 수 있습니다.

제 스마트 워치에는 이미
심전도 측정기가 내장되어 있어서

인공지능에 의해 분석이 가능합니다.

지금 몸에 붙여둔
반창고 크기의 패치로는

제 생명 신호를 실시간 측정하고 있죠.

실제로 한번 볼까요.

지금 살짝 걱정스럽긴 하네요.

(웃음)

이제, 제 실시간 생명신호가

의료진이나 저에게 보여질 뿐만 아니라

이런 자료를 이용해서

약의 복용량을 조절하는 데에
활용될 수 있을 겁니다.

제 몸무게도 세밀하게 정량화시켜서

체중, 체형, 체질량, 체지방,
근육량 등을 파악할 수 있죠.

이런 자료로 저에 대한 치료를
최적화할 수 있는 것입니다.

이것이 얼리어답터들만을
위한 것이 아닙니다.

MIT 공학자들은 Wifi를 변형시켜서

지속적으로 생명신호를
수집할 수 있도록 했습니다.

반지나 스마트 침대를 통해서 말이죠.

이런 개인 디지털 자료들이 모이면

클라우드 기반으로 건강 정보를
공유할 수 있게 하였습니다.

구글지도와 운전기록을 공유하듯이요.

이 경우에는 운전이 아니라
범세계적인 건강을 위해서죠.

정말 대단하죠.

이제 이런 정보를 수집할
잠재력이 있습니다.

만약 여러분의 연구실에서
중앙 센터를 통해

여러분의 집, 전화기,
몸속에 이르기까지

약물 농도와 다른 정보들을
볼 수 있다면 어떻게 될까요?

물론 유전학의 시대를 사는 지금은

유전자 분석에 1000달러도 채 안 듭니다.

자신의 약리 유전 특성을 파악하고

제 유전자가 어떻게 반응하는지에 따라
약의 농도를 높이거나 낮출 수 있고

아니면 약을 완전히
바꿀 수도 있겠죠.

한번 상상해보세요.

약사나 의사의 치료 업무에
이런 자료들이 통합되는 겁니다.

그게 인공지능, 즉 AI로 증강되면,
저는 이걸 IA로 부르는데요.

바로 그 증강 지능으로

수집된 정보를 활용하고

18,000 종 혹은 그 이상의
승인된 약품들을 파악해서

여러분에게 알맞는 양으로
적절한 조합을 결정할 수 있겠죠.

그렇게 여러분에게 필요한 약과
수량을 최적화할 수 있더라도

여기서 진짜 문제점은

이렇게 놀라운 기술을
약을 추적하는 데 쓴다는 거예요.

물론, 다른 기술도 발전하고 있습니다.

인터넷 연결 약통이나
복약 알림앱도 있고

스마트 약통 뚜껑은

여러분이 약을 먹지 않으면 알려주거나
여러분 어머니께 문자를 보냅니다.

온라인 약국 '필팩(PillPack)'은
얼마 전 아마존에 인수되었는데요.

앞으로 필요한 약을 주문하면
드론으로 당일배송될지도 모릅니다.

이런 건 지금도 가능합니다.

그런데, 약을 여러 개 먹기도 하잖아요.

그걸 좀 단순하게 하면 어떨까요?

'폴리필(Polypill)'을 잘 활용하면
해결책을 찾을 수 있을 겁니다.

폴리필은 여러가지의 약물을
하나의 알약으로 결합한 것 입니다.

처방전 없이 살 수 있는
종합감기약에 흔히 쓰이죠.

예방 목적의 폴리필에 대한 연구도
이미 진행되고 있습니다.

콜레스테롤약, 혈압약,
아스피린을 조합한 폴리필을

무작위로 투약한 결과

가짜약을 투약한 비교군에 비해서
발병 위험이 현저히 감소했습니다.

하지만 이런 폴리필은 개인별
맞춤형이나 최적화된 것이 아니죠.

그럼 여러분 개인 맞춤형으로
최적화된 폴리필을 만들면 어떨까요?

그러면 여러분만을 위한 약이
상태에 따라 조절해서 만들어지죠.

심지어 매일 새롭게요.

자, 지금은 3D 프린팅의 시대입니다.

개인 맞춤형의 교정기, 보청기,
정형외과 장치들을 출력할 수 있죠.

심지어 저는 제 몸을 스캔해서
맞춤 제작한 바지도 있습니다.

그래서 이런 생각을 해봤죠.

개인 맞춤형 폴리필을 3D 프린터로
출력할 수 있지 않을까?

예를 들면, 6 종류의 약을 먹는 대신에

그걸 하나로 뭉칠 수 있을 겁니다.

그러면 약을 먹기도 쉽고,
꾸준히 먹게 되겠죠.

여러 가지 영양보충제도
하나로 합칠 수 있습니다.

비타민 D나 코엔자임 큐텐 같은 것을요.

그래서 약간의 도움을 받아서..

저는 "인텔리메디슨"이라고 부르는데요.

저희 인텔리메디슨 기술팀의 도움으로

인텔리메디슨 프린터의
첫 번째 시작품을 제작했습니다.

작동 원리를 말씀드리자면

큰 알약 대신에 각각 1-2 mg의
작은 초소형 약을 사용합니다.

개인별로 필요한 용량과 조합에 따라
그 약들을 분류하고 선별하는 거죠.

물론, 약물의 용량과 조합은

여러분이 이미 복용하던 있던
FDA 승인 약품으로 이뤄집니다.

약리역학도 바뀌게 될 것입니다.

각각의 초소형 알약마다 다른 성분을
입히기만 하면 될 테니까요.

프린터 버튼만 누르면

여러분이 원하는 조합으로
약을 출력할 수 있습니다.

매일 몸 상태에 따라서요.

그리고 가장 일반적인 질환에 대한
일반의약품부터 시작하는 겁니다.

요즘에는처방약의 약 90%가
저렴한 일반의약품이거든요.

그리고 출력한 알약에 몇 가지
재밌는 부가기능을 더할 수 있습니다.

환자의 이름이나 날짜, 요일,
QR 코드도 프린트할 수 있죠.

약물완화 치료를 위해
여러 농도로 출력할 수 있습니다.

스테로이드 완화 치료나
진통제 내성 완화를 위해서 말이죠.

자, 그럼 인텔리메디슨 프린터
시제품을 실제로 보여드리죠.

여기에서 최초로 공개하는 겁니다.

16개의 저장 용기가 있고

각각의 용기에는 서로 다른
초소형 약물들이 있습니다.

여기 소프트웨어를 통해
개별 용량을 조절할 수 있죠.

그러면 로봇 팔이
캡슐의 높이를 조절하고

그 안에 초소형 약물을 담습니다.

그러면 이제..

자동으로 장치가 회전하고
같은 과정이 반복됩니다.

그리고 프린트 버튼을 누르면..

장치를 통해서 약물이 떨어지죠.

이제 저에게 최적화된
폴리필이 출력되었습니다.

저에게 알맞는 용량과
처방으로 만들어진 것이죠.

그리고 뒤쪽 화면의
슬라이드를 잠시 보시면

전체 과정을 알 수 있습니다.

약물 용기가 선택되고

다른 용기의 약들이 떨어지고

각각의 캡슐로 들어가는 걸 볼 수 있죠.

굉장하죠.

알약 여섯 개를 먹는 대신에
저만의 맞춤형 알약을 만들 수 있어요.

복용량도 확인할 수 있습니다.

저는 스마트시계로
혈압도 측정하고 있는데요.

혈압약과 항응고제의
용량을 조절해야겠네요.

혈액 농도가 낮아져서요.

그래서 저는 항응고제인 코메딘의
용량을 낮추어 넣었습니다.

이렇듯 일상생활에
재빨리 대응할 수 있습니다.

제 주치의나 심장내과 전문의에 의해
프로그램되어 있으니까요.

이렇게 커다랗고, 빠른 프린터들을
설치해 둘만한 장소로는

집근처 약국이나 의사 진료실,
외곽 지역 병원을 생각하실 텐데요.

이 기기를 소형화한다면 결국
가정에서도 쓸 수 있을 것입니다.

이러한 작은 통으로 만들어서
드론으로 집까지 배송하면

매일 아침에 부엌이나 욕실에서
맞춤형 폴리필을 만들 수 있겠죠.

이 기술을 발전시키면

전 세계적으로 복약 습관을 크게
개선하게 될 거라고 생각합니다.

이제, 새로운 방식의
미래의 약을 상상해보세요.

다제복용, 획일적인 처방,
복약의 어려움, 합병증에서 벗어나

개인별로 정밀하게 조제된
주문형 약의 시대로 바뀌는 겁니다.

이 기술로 자신의 건강을
직접 관리할 수 있게 되고

전 세계의 건강과 의학을
바꿀 것입니다.

감사합니다.

(박수)

진행자: 다니엘, 정말 엄청나군요.

정말 멋져요.

질문이 있습니다.

언제쯤에나..

말씀하신대로 자택치료 환자가
집에서 약을 출력할 수 있게 될까요?

다니엘: 음, 다시 말하자면
이건 그저 시작품일 뿐입니다.

저희는 규정에 따라 자동으로
조제하는 걸 고려하고 있습니다.

특히, 자택 치료의 경우에는

환자가 여러 종류의 약을 먹다보니
헷갈리는 경우가 많죠.

그렇기에 이런 기술이 필요한
최적의 장소라고 할 수 있습니다.

하지만 욕실에 둘 프린터로만
발전시키려는 것은 아닙니다.

이것을 어떻게 실현할지에 대해서는
좀 더 현명하게 판단해야 합니다.

용량, 복약 편의성, 정확성 등의
문제가 있음을 인지하고 있고

여러 놀라운 기술들을 통합하고
이용하면 된다고 생각합니다.

저는 이런 접근 방법을 통해서

미래의 건강과 의약품을 촉진시키고
증진할 수 있을 거라고 생각합니다.

진행자: 굉장하군요. 감사합니다.

다니엘: 감사합니다.

(박수)