일상 생활에서 박테리아나 곰팡이 등을 통한 오염의 문제는 매우 다양하게 발생합니다. 그 중에서도 식수, 위생 및 공공 시설, 병원 등에서 발생하는 오염은 각종 수인성 질환과 감염을 야기하고, 때로는 인체의 치명적인 위험 요소로 작용합니다.

WHO와 UNICEF의 조사에 따르면 전 세계 인구의 1/3은 안전한 식수를 보장받지 못하고 있습니다. 해마다 수인성 질병으로 사망하는 인구는 전 세계적으로 340만 명에 달하며, 수인성 질병은 아동 사망의 가장 큰 원인으로 꼽힙니다. 수도와 위생 시설이 미비한 국가에서 오염된 식수 음용으로 인한 집단 감염이 훨씬 빈발하지만, 이는 기간시설이 노후화된 도시에서도 제대로된 유지 관리가 이루어지지 않으면 언제든 발생할 수 있는 문제이기도 합니다. 국내의 경우 2019년부터 인천과 수도권을 중심으로 붉은 수돗물이 나오는 현상이 지속되면서 수질 오염에 대한 관심이 높아진 상황입니다. 2017년 환경부 통계에 따르면 전국에 10년 이상 된 노후 수도관 비율은 61.3%, 20년 이상 된 수도관 비율은 32.4%로 노후 수도관을 통한 수질 오염 가능성이 매우 높게 나타났습니다.

급수시설뿐만 아니라 공공시설인 냉각탑, 분수, 수영장 등에서도 박테리아로 인한 오염 사례는 증가하고 있습니다. 일례로 냉방 시스템이 일반화되면서 냉각탑수의 레지오넬라균 번식으로 인한 감염이 증가하는 추세인데, 2015년 뉴욕시에서만 레지오넬라균 감염자가 100명 이상 발생했고 그 중 10명 이상이 사망한 것으로 알려졌습니다. 5~15%의 치사율로 알려져 있지만, 폐렴형 레지오넬라균 감염 시 치사율은 20% 이상으로 증가합니다. 한국에서는 2018년 기준 300명 이상의 감염 사례가 보고되었고, 집단 감염 위험이 높아 2000년부터 법정 감염 질환균으로 지정 관리되고 있습니다.

약제의 생산 공정, 병원과 같은 의료시설에서 박테리아 오염 가능성을 차단하는 일은 매우 중요합니다. 그런데 예방만큼이나 중대한 부분은 오염이나 인체 감염 여부를 확인하는 진단의 신속성입니다. 이는 급성 감염성 질환 진단과 치료의 효과를 저해하는 병원균의 항생제 내성 증가와도 밀접한 관계가 있기 때문입니다.  세계보건기구(WHO)는 항미생물 저항성(AMR)을 공중 보건의 10대 위협으로 지정했습니다. WHO는 AMR을 박테리아, 기생충, 바이러스 및 진균에 의해 발생하는 감염의 효과적인 예방과 치료에 대한 위협으로 정의하고 있으며, 2050년이면 AMR을 가진 슈퍼 박테리아와 진균 등으로 인한 감염 사망자가 암으로 인한 사망자보다 많을 것이라는 전망도 존재합니다 (Review on Antimicrobial Resistance 2016). 적극적인 모니터링과 관리로 광범위한 감염원에 노출될 수 있는 환경을 개선함과 동시에 항생제 오남용을 방지하는 다양한 솔루션을 통해 슈퍼박테리아 감염을 예방하려는 노력이 필요한 이유입니다.

박테리아 오염을 빠르게 진단하는 기술, 더.웨이브.톡 

 

더.웨이브.톡(THE.WAVE.TALK)은 고유한 하드웨어, 소프트웨어와 딥러닝 기술을 바탕으로 액상에서 이물질 오염 여부를 파악하고, 박테리아를 특정하는 기술을 보유한 스타트업입니다. 2016년 설립 이후 지속적인 R&D를 거치며 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 제품을 개발하는 데 성공했습니다. ‘지구상에서 가장 많은 생명을 구하는 대한민국 스타트업’이 되겠다는 목표를 세운 더.웨이브.톡은 현재 식수 검사, 산업 시설의 박테리아 검출, 박테리아로 인한 감염 진단 분야의 혁신적인 제품을 개발하고 시장 진출을 본격화하고 있습니다.

기술 경쟁력 

기존 박테리아 검출은 기술적 한계로 인해 액체 상태에서 판단이 어려워 고상화 후 배양하여 박테리아를 확인하는 배지법이 표준으로 활용되고 있습니다.
그런데 이 과정 자체가 검사장비와 시설이 갖춰진 곳에서 전문인력의 수작업으로 이루어지기 때문에 실제 박테리아 검출 여부와 어떤 박테리아인지를 특정하기까지는 짧게는 수시간에서 최대 수주의 시간이 소요되기도 합니다. 액상에서 박테리아 오염 여부를 판단하기 어려운 이유는 박테리아의 굴절률이 물의 굴절률과 유사하다는 점 때문인데, 더.웨이브.톡이 개발한 하드웨어 특허기술은 반사된 빛이 검체를 여러 번 통과하게 하는 Chaotic Scattering 광학 구조를 추가하여 신호를 증폭시키고 해상도를 높이는 데 성공합니다. 자체 개발한 소프트웨어로 빛의 산란 이미지를 시간 혹은 공간적 상관관계를 계산하여 분석하고, 딥러닝 기술을 활용하여 박테리아의 정량적, 정성적인 세부 분석을 거칩니다. 이러한 통합 프로세스를 기반으로 산업 공정에서의 품질 검사와 요로감염 검사, 항생제 감수성 검사 등을 기존 방식 대비 월등히 빠른 속도로 처리합니다.

더.웨이브.톡은 고유 기술을 활용해 크게 세 가지 분야의 솔루션을 제공하고 있습니다.

(1) 어디서나 쉽게 수질오염 여부를 테스트할 수 있는 소형 탁도계 및 가정용 솔루션
(2) 식품, 화장품 등 다양한 제조 공정용 박테리아 오염 탐지 솔루션
(3) 의학 분야 체외 진단과 항생제 감수성 테스트 솔루션

 

주요 사업 분야별 솔루션과 특징  

1. 사용 접점에서 수질 오염을 관리할 수 있는 고성능 소형 탁도계

정수장에서 깨끗한 물이 제공되더라도 오래된 상수도관을 지나며 오염된 상태로 가정에 도착할 수 있다는 점을 주목한 더.웨이브.톡은 정수장 탁도계보다 민감도가 동등하거나 높으면서도 가격은 1/100 수준으로 낮춘 소형 센서를 개발했습니다. 이 센서를 가정용 정수기, 수도관, 학교를 비롯한 공용 정수기나 음수대 등에 설치하여 물의 수질을 면밀히 관리할 수 있게 됩니다. 해당 솔루션은 그 혁신성을 인정받아 2020 CES Innovation Award에서 수상했으며, 소비자가 일반 가정 등에서 간편하게 사용할 수 있는 컵형 수질 센서인 워터톡(Water Talk)의 출시도 앞두고 있습니다.

 

2. 제조 공정의 박테리아 오염 여부를 당일 내 분석하는 솔루션

제품 생산 과정에서의 오염은 소비자 피해와 더불어 제품 리콜로 인한 사회적 비용을 발생시킵니다. 이와 같은 이유로 생수, 음료, 화장품, 박테리아 생산 등의 공장에서는 품질 관리를 위해 살아있는 박테리아의 수를 검사하는 공정이 요구됩니다. 문제는 박테리아 샘플 추출 후 배양 검사를 거치기 때문에 24시간 이상 소요된다는 점입니다. 더.웨이브.톡의 바코미터(Bacometer_Liquid)는 이종균의 유입 및 농도 파악에 걸리는 시간을 약 30분으로 단축시켜 오염 발생을 신속히 관리하고, 오염된 부산물이 시장에 유포되는 상황을 방지할 수 있도록 지원합니다. 특히 미생물을 원료로 하는 산업은 주류, 아미노산, 프로바이오틱스, 바이오 에너지까지 그 분야가 다양하며, 글로벌 시장규모는 2016년 기준 2,520억달러 수준으로, 연평균 10.8%씩 성장하고 있습니다. 해당 산업군에서는 보다 높은 수준의 품질 검사를 위한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 더.웨이브.톡의 기술이 기여할 수 있는 가치 역시 증대될 전망입니다.

 

3. 항생제 오남용 방지에 기여하는 요로감염 분야의 체외 진단 장비와 AST 솔루션  

더.웨이브.톡은 링거액 등 체내 주입되는 액상 의약품 및 관련 기기 오염 여부를 확인할 수 있는 인퓨전 펌프와 바코미터의 핵심 기술과 딥러닝 기술을 결합한 요로감염 원인균 분석장비, 혈액 기반의 항생제 감수성 테스트(AST) 솔루션 역시 고도화 중입니다. 요로감염 진단은 통상 1주일 가량이 소요되는데, 이러한 이유로 검사 결과 확인 전까지 임상적 처방을 하고, 정확한 결과가 나온 이후 처방을 바꾸는 경우가 흔한 것으로 알려져있습니다. 더.웨이브.톡의 기술은 해당 진단에 소요되는 시간을 30분~1시간 수준으로 줄여 정확한 진단이 나오기 전까지 광범위한 항생제의 오남용 가능성을 감소시키는데 기여합니다. 더불어, 기존 항생제 감수성 테스트에 소요되는 시간을 기존 18~24시간에서 약 2시간 내로 단축시켜 패혈증 등 골든타임이 중요한 질환에서 비롯한 빠른 진단과 적확한 처방이 이루어질 수 있도록 지원합니다. 전 세계적으로 1.3조원 규모의 검뇨 시장과 4조원 규모의 AST 시장에서 게임체인저로 부상할 더.웨이브.톡의 독보적 기술은 높은 성장 잠재력뿐만 아니라 막대한 사회적 비용을 절감하는 차원에서도 기대를 모으고 있습니다.

 

관련 SDGs

더.웨이브.톡은 소비자와 생산자 모두의 복지와 건강 증진에 기여하는 솔루션을 제공하고, 궁극적으로 물 오염을 줄여 깨끗한 물을 유지하는 데 기여하는 비즈니스를 통해 다음의 SDG에 기여합니다.

3. 모든 연령층을 위한 건강한 삶 보장과 웰빙 증진
6. 모두를 위한 물과 위생의 이용가능성과 지속가능한 관리 보장