"AI 타액 진단으로 헬스케어 혁신", 고스마 바이오사이언스 [SBA·콴티파이 팀빌딩 우수기업]

※서울경제진흥원(SBA)와 콴티파이인큐베이터는 스타트업 보육 프로그램 '2025 SBA 팀 빌딩 지원사업'을 함께 합니다. IT동아는 이 사업의 지원을 받은 스타트업 10개 사를 찾아 실력과 성과, 앞으로의 계획을 소개합니다.

[IT동아]

고스마 바이오사이언스는 현재의 중앙집중형 의료체계의 보편적인 문제점, 즉 대기 시간이 길거나 비용이 많이 드는 사례를 개선하는 인공지능(AI) 기반 디지털 헬스케어 솔루션을 개발한다. 이들은 최근 AI 기술을 활용한 고감도 다중 마약 검출 플랫폼을 선보이며 의료 시장에서 주목을 받고 있다.

유호정 고스마 바이오사이언스 대표는 2010년대 초반 UIUC 전자공학 박사 과정으로 미국에서 10년 이상 생활하며, 마약 문제의 심각성을 현실적으로 체감했다. 마침 그가 연구한 분야가 가정이나 길거리 등에서도 활용 가능한 정밀 진단 기술이었기에, 이 기술로 문제 해결에 기여할 수 있겠다는 확신을 갖는다. 이후 하버드 의대 박사후연구원, 광주과학기술원 연구 교수 연구를 마무리하고, 2024년 2월 고스마 바이오사이언스를 창업했다.

유 대표는 박사후연구원 시절 연구 주제를 '타액을 이용한 현장 신속 고감도 마리화나 검출 솔루션'으로 정하고 집중 연구한 결과, 2021년 Science Translational Medicine에 표지 논문으로 연구결과가 게재되면서 미국 내에서 큰 반향을 일으켰다. 2022년에는 미국 연방 교통부(DoT)가 2023년 6월부터 기존 마약 검사 프로그램에 타액 기반 검사를 추가하는 신규 정책을 발표했다.

타액 검사는 기존 소변 검사와 달리, 별도의 타액 전처리 키트가 필요하고, 훨씬 높은 정확도의 검출 기술을 요구하는데, 당시에는 이를 완벽히 만족하는 제품이나 기술이 존재하지 않았다. 이에 그는 글로벌 거대 시장이 있고 잠재 고객도 확대되리라 예측하고, 독보적 기술로 글로벌 기준 경쟁에서 우위를 점할 수 있겠다는 자신을 얻었다.

고스마 바이오사이언스는 다중 마약류 현장 검출과 가정용 건강 관리 솔루션을 사업의 양대 축으로 삼는다. 핵심 미션은 ‘정밀 진단을 더 가깝고 즉각적으로 제공’하는 것이다.

다중 마약류 현장 검출 솔루션은 공항, 교통 현장, 산업 현장 등에서 즉시 활용할 수 있는 고감도 검사 기술이다. 검사 현장에서 여러 마약류를 동시에 정확하게 판별할 수 있으며, 그 정밀도는 기존 검사 센터 장비 수준에 버금간다는 설명이다.

가정용 건강 관리 솔루션은 집에서도 누구나 쉽게 건강 상태를 확인할 수 있도록 설계됐다. 타액이나 소변만으로 간단히 검사를 진행해, 병원에 방문하지 않고도 병원급 정밀 건강 체크가 가능하다.

유 대표는 단순한 진단 센서 개발을 넘어 AI 기반 분석과 사용자 친화적인 디자인을 결합한 차세대 진단 플랫폼을 구축한다고 말했다. 이를 통해 일상 속 건강 관리와 안전 관리를 더욱 편리하고 접근하기 쉽게 만들고자 한다.

고스마 바이오사이언스의 차별화 요소는 생화학, 전자공학, 컴퓨터 공학, 의학 등 서로 다른 분야의 첨단 기술을 하나의 완결된 시스템으로 융합하는 다학제적 전문성에 있다.

주요 설루션은 고감도 다중 마약류 검출 키트, 컴팩트한 소형 광학 기기, 온디바이스 AI 분석 앱 등으로 구성되며, 각 구성 요소를 유기적으로 통합해 현장에서도 병원급 정확도를 구현하는 것이 기술적 목표다.

이를 위해서는 각 분야 전문 지식을 비롯해 분야 간 경계를 허무는 통합 역량이 필요한데, 고스마 바이오사이언스는 글로벌 시장에서도 인정할 만한 경쟁 우위를 확보했다. 특히 검출 센서 및 신호 처리 원천 기술은 세계 최고 수준의 감도와 특이도를 달성하며, 기존 상용 제품들이 해결하지 못했던 현장 검출의 한계를 극복한 점에서 긍정적 평가를 받고 있다. 다중 마약류 동시 검출과 최소한의 샘플 전처리, AI 기반 정밀 정량 분석이라는 핵심 요구사항을 동시에 충족하는 전 세계에서 몇 안 되는 설루션이라는 것.

마약 검출 시료로 소변(또는 모발)이 아닌 '타액'을 선택한 것도 고스마 바이오사이언스만의 차별점이다. 현재 대부분의 마약 검사는 소변을 기본 시료로 사용하며, 장기간(수주~수개월) 이전의 약물 노출을 확인할 때는 모발을 활용한다.

그러나 소변이나 모발은 주로 마약의 신진대사산물을 검출하기 때문에 약물 섭취 직후부터 일정 시간(마리화나의 경우 4~6시간 이상) 동안 ‘검사 공백’이 발생한다. 이는 특히 교통 안전이나 산업 현장처럼, 약물로 인한 현재의 약물 중독 상태를 즉시 판단해야 하는 상황에서는 치명적 허점으로 작용한다.

반면 타액은 모약물과 대사산물을 모두 포함하며, 약물 섭취 후 매우 짧은 시간(수분~수시간) 내에 검출이 가능하다. 이는 약물 사용과 중독 상태 사이의 시간적 상관관계를 가장 정확하게 반영할 수 있어, 미국 국립도로교통안전청(NHTSA)과 국제 연구에서도 ‘현재 손상 상태를 평가하는 데 가장 적합한 비침습적 시료’로 평가한다.

유호정 대표는 “타액은 현장 적용성 측면에서 채취 편의성과 위변조 방지, 신속성, 비침습성 및 피검자 수용성과 같은 결정적인 강점이 있다”며, “마약 운전 의심 상황에서 타액 검사는 가장 이상적인 선택”이라 전했다. 예를 들어, 마약류를 섭취한 운전자를 즉시 단속할 때, 타액 검사는 간편한 시료 채취를 통해 현재 사용자가 약물 중독 상태인지를 판별할 수 있는 유용한 시료가 된다.

더불어 고스마 바이오사이언스는 AI 센서 알고리즘을 통해 투약 시점까지 정교하게 분석할 수 있는 기술도 갖췄다. 현재 현장 검사에서 주로 사용되는 마약 진단 키트는 육안으로 판독하는 정성 검사(양성/음성) 방식으로, 검출 한계가 낮아 1차 스크리닝 목적으로만 활용된다.

이에 반해, 고스마 바이오사이언스는 독자 개발한 Radial Flow Assay 생화학 검출 기술과 AI 기반 신호 분석 기술을 결합해, 높은 검사 정확도와 정량 분석 기능(타액 내 마약류 농도 수치화)을 구현했다. AI 센서 알고리즘을 통해 타액 내 마약 물질의 농도 패턴을 정밀하게 분석함으로써 투약 시점까지 추정하는 기능도 제공한다.

이에 따라 고스마 바이오사이언스는 미국 시장을 첫 공략 시장으로 정하고, 'MAFDA(Make America Free from Drug Abuse)'라는 슬로건으로 미국 내 마약 남용 문제 해결에 기여한다는 목표를 세웠다.

주요 설루션은 복잡한 임상시험을 거치지 않는 IVD(체외진단의료기기) 부문에 속하므로, 인허가 과정이 상대적으로 간편하고 신속한 편이다. 이에 국내외 유관 기관들과 협력 관계를 구축하여 관련 절차를 진행하고 있으며, 미국 내 마약 검사 센터, CVS 등의 대형 약국 체인을 통한 제품 유통도 적극 추진하고 있다. 향후 가정용 정밀 진단 플랫폼으로도 사업 영역을 확장할 계획이다.

유호정 대표는 “현재는 급성장 중인 마약 검출 시장에 집중하고 있으나, 궁극적인 목표는 자사의 정밀 진단 기술을 기반으로 AI가 개인의 건강 상태를 실시간으로 모니터링하고 관리하는 종합적인 AI 디지털 헬스케어 플랫폼을 구축하는 것”이라 밝혔다.

IT동아 이문규 기자 (munch@itdonga.com)