토나게나 대표
/ 한국관세신문
온드르제이 피셰르(Ondřej Fišer) 박사는 토나게나(Tonagena)의 대표이사이자 체코 프라하공과대학교 바이오메디컬공학부 부교수로, 전기천공과 레이더 센싱 분야의 전문가이다. 전기천공(Electroporation) 기술과 레이더 센싱을 비롯해 전기 펄스를 활용한 세포막 제어, 의료용 전자기장 기술, 마이크로파 회로 및 바이오메디컬 센싱 등을 연구하고 있다. 체코 프라하공과대학교(Czech Technical University in Prague·CTU) 바이오메디컬공학부 연구진과 축적한 연구성과를 실험실 장비와 의료기기로 상용화하기 위해 기업을 공동 설립했으며, 기초 전자기 연구부터 장비 설계·개발, 의료기기 인증 및 임상 응용까지 연결하는 데 주력하고 있다.
토나게나(Tonagena)는 전기천공법(Electroporation)을 활용한 실험실 및 산업용 장비를 연구·개발한다. 전기천공법은 짧고 강한 전기 펄스로 세포막의 투과성을 일시적으로 높여 DNA와 RNA, 단백질 등의 물질이 세포 내부로 전달되도록 하는 기술이다. 토나게나는 다양한 전기 펄스를 구현하는 발생기와 세포배양용 전극을 개발하고 있으며, 장기적으로 유전자치료와 종양치료 및 의료기기 분야로 기술을 확장하는 것을 목표로 하고 있다.
한국관세신문은 ‘NEXT AI 2026 WONJU’와 관련해 토나게나(Tonagena)의 온드르제이 피셰르 대표와 서면 인터뷰를 진행하고, 전기천공 기술의 연구 및 상용화, AI 기반 실험 데이터 분석, 한국 바이오메디컬 산업과의 협력 가능성, 피지컬 AI 산업의 발전 방향 및 원주의 글로벌 실증도시 성장 가능성 등에 대해 이야기를 나눴다.
대학 연구에서 기업으로…“과학과 실제 기술 사이의 간극 줄이는 것이 목표”
Q. 토나게나는 대학 연구실에서 시작된 바이오메디컬 기술기업입니다. 연구자로서 창업을 결심하게 된 계기와 토나게나를 통해 해결하고자 했던 문제는 무엇입니까?
A. 토나게나는 체코 프라하공과대학교에서 진행한 연구를 기반으로 자연스럽게 탄생했습니다. 저희 연구팀은 오랫동안 전자기장과 생체조직의 상호작용을 연구해 왔습니다. 그 과정에서 한 가지 간극을 반복적으로 발견했습니다. 아무리 뛰어난 과학적 지식이라도 연구자와 임상의가 실제로 활용할 수 있는 기술로 자동 전환되는 것은 아니라는 점입니다.
전기천공법이 대표적인 사례입니다. 전기 펄스를 발생시키는 것 자체는 비교적 간단하지만, 명확하게 정의되고 재현할 수 있는 생물학적 효과를 얻는 것은 훨씬 어렵습니다. 전기장과 전극의 구조, 온도, 생물학적 조건을 비롯한 수많은 변수를 이해해야 하기 때문입니다.
이러한 이유로 전기천공 기술은 본질적으로 여러 학문 분야의 융합을 필요로 합니다. 공학적 관점만으로는 이러한 문제를 해결할 수 없습니다. 저희는 공학자와 생물학자, 의사가 각기 다른 관점에서 같은 문제를 바라보며 함께 연구하고 있습니다. 물리적 현상을 신뢰할 수 있는 바이오메디컬 기술로 전환하려면 이러한 결합이 반드시 필요합니다.
저희는 과학적 지식과 실용적인 바이오메디컬 기술 사이의 간극을 해소하기 위해 토나게나를 설립했습니다. 단순히 또 하나의 전기 펄스 발생기를 만드는 것이 목표가 아니었습니다. 연구자들이 전체 실험 과정을 더욱 정밀하게 제어하고 재현성을 높일 수 있도록 저희의 노하우를 도구로 구현하고자 했습니다. 궁극적으로는 이를 실제 바이오메디컬 분야에 더욱 쉽게 적용할 수 있도록 하는 것이 목표입니다.
같은 전압에도 결과는 달라질 수 있다…전기천공의 핵심은 ‘정밀한 제어’
Q. 토나게나가 핵심 기술로 개발하고 있는 ‘전기천공법(Electroporation)’이란 무엇이며, 유전자 편집과 세포치료 연구에서 왜 중요한 기술입니까?
A. 전기천공법은 짧은 전기 펄스를 사용해 세포막의 투과성을 높이는 기술입니다. 적절한 조건에서는 이러한 효과가 일시적으로 나타나며, 평소에는 세포 내부로 쉽게 들어갈 수 없는 분자가 세포막을 통과할 수 있게 됩니다.
이를 통해 DNA와 RNA, 단백질 및 기타 분자를 세포 내부로 전달할 수 있습니다. 이런 의미에서 전기천공법은 생물학적 또는 화학적 전달 방식에만 의존하지 않고 세포 내부로 물질을 전달할 수 있는 물리적 관문 역할을 합니다. 따라서 유전자 편집과 유전자치료, 세포공학을 비롯한 다양한 바이오메디컬 연구 분야에서 중요하게 활용됩니다.
전기 자극이 충분히 강하면 전기천공은 비가역적으로 진행돼 세포 사멸을 유도할 수도 있습니다. 따라서 동일한 물리적 현상을 분자 전달부터 종양 치료와 펄스장 절제술에 이르기까지 매우 다양한 분야에 적용할 수 있습니다. 중요한 과제는 단순히 전기 펄스를 발생시키는 것이 아니라, 그 펄스로 인해 나타나는 생물학적 효과를 정밀하게 제어하는 것입니다.
Q. 전기 펄스를 만드는 것 자체보다 전기장이 세포와 생체조직에 미치는 영향을 정확하게 이해하는 것이 더 어렵다고 강조하셨습니다. 전기천공 실험의 결과가 달라지는 주요 원인은 무엇입니까?
A. 전기 펄스는 실험을 구성하는 여러 요소 가운데 하나일 뿐입니다. 생물학적 효과는 실제로 시료 내부에 형성되는 전기장에 따라 달라지며, 전기장은 전극의 구조와 전기전도도, 시료의 크기 및 기타 물리적 변수의 영향을 받습니다.
생물학적 조건은 또 다른 변동 요인입니다. 세포의 종류와 밀도, 배양 조건, 세포의 생리적 상태에 따라 반응이 달라질 수 있습니다. 전기 에너지는 필연적으로 일정한 열을 발생시키기 때문에 온도도 중요합니다. 특히 강도가 높은 프로토콜일수록 온도의 영향이 커질 수 있습니다.
이는 같은 전압과 같은 펄스 지속시간을 사용한 두 실험에서도 세포가 실제로 동일한 물리적 조건에 노출된다고 단정할 수 없다는 의미입니다.
재현성 있는 전기천공 실험을 위해서는 펄스 발생기에 표시되는 설정값만 관리하는 것이 아니라, 실험을 둘러싼 전체 물리적·생물학적 환경을 이해하고 제어해야 합니다.
Q. 토나게나는 다양한 전압과 펄스 시간을 설정할 수 있는 TonaPulse®와 균일한 전기장을 구현하는 TonaWell®을 개발했습니다. 기존 전기천공 장비와 비교했을 때 토나게나 플랫폼의 가장 큰 차별점은 무엇입니까?
A. 가장 큰 차별점은 높은 유연성과 실험환경에 대한 정밀한 제어를 동시에 제공한다는 것입니다. TonaPulse®는 소수의 사전 설정에만 의존하지 않고, 정밀하게 제어된 다양한 단상성 및 양상성 펄스 프로토콜을 생성할 수 있도록 지원합니다.
TonaWell®은 다중 웰 방식으로 부착세포를 비롯한 다양한 생물학적 모델에 명확하게 정의되고 매우 균일한 전기장을 제공합니다. 연구자들은 생물학 실험실에서 익숙하게 사용하던 작업방식을 유지하면서도 정밀하게 제어된 전기천공 실험을 수행할 수 있습니다.
그러나 저희는 개별 장비를 개발하는 것에 그치지 않습니다. 펄스 생성과 정밀한 노출 제어, 온도 모니터링, 수치 모델링, 실험 데이터를 하나의 통합 플랫폼으로 연결하고 있습니다. 여기에 TonaCloud가 데이터 관리와 지능형 분석 기능을 제공합니다.
저희의 차별점은 점차 개별 장비가 아니라 물리적 실험과 생물학적 반응, 데이터, 궁극적으로는 AI 기반 의사결정 지원까지 연결하는 통합 플랫폼으로 발전하고 있습니다.
전기장부터 온도·생물학적 반응까지…“데이터를 하나의 환경에서 연결”
Q. 같은 조건의 실험에서도 세포의 상태와 온도, 전극 구조 등에 따라 서로 다른 결과가 나타날 수 있습니다. 실험의 정확성과 재현성을 높이기 위해 토나게나는 어떤 기술적 접근을 사용하고 있습니까?
A. 저희는 정밀하게 제어되는 하드웨어와 직접 측정, 수치 모델링을 결합하고 있습니다.
먼저 생물학적 시료에 전달되는 전기장을 결정하는 전기 펄스와 전극 구조를 정밀하게 제어합니다. 이후 수치 전자기 모델링을 통해 펄스 발생기에 표시되는 전압에만 의존하지 않고, 전기장이 공간적으로 어떻게 분포하는지를 파악합니다.
온도도 중요한 변수입니다. 저희는 물리적 온도 센서와 수치 시뮬레이션을 결합합니다. 센서는 실험 과정에서 직접 측정한 데이터를 제공하고 모델을 검증하는 데 도움을 줍니다. 시뮬레이션을 활용하면 직접 측정하기 어려운 영역을 포함해 시료 전체에서 온도가 공간적으로 어떻게 분포하는지도 추정할 수 있습니다.
마지막으로 이러한 물리적 변수와 실제로 관찰된 생물학적 반응을 연결합니다. 저희는 어떤 프로토콜을 적용했는지만 확인하려는 것이 아닙니다. 세포가 실제로 어떤 조건에 노출됐고, 그 결과 어떠한 생물학적 효과가 나타났는지를 파악하고자 합니다. 이것이 실험의 정확성과 재현성을 높이는 데 가장 중요한 요소입니다.
Q. 하나의 전기천공 실험에서는 펄스 조건과 전기장, 온도, 현미경 영상, 세포 반응 등 다양한 데이터가 생성됩니다. 토나게나는 이 데이터를 어떻게 수집하고 분석하고 있습니까?
A. 저희는 전기천공 실험에서 생성되는 모든 관련 정보를 하나의 공통된 데이터 환경에 연결하고자 합니다. 여기에는 펄스 변수와 수치 모델을 통해 얻은 전기장 분포, 실제 측정 및 시뮬레이션으로 얻은 온도 데이터, 현미경 영상과 생물학적 결과가 포함됩니다.
이 과정에서 TonaCloud는 플랫폼의 중요한 구성요소가 됩니다. 각각의 데이터를 서로 다른 장비와 컴퓨터, 파일에 분산해 보관하는 대신 TonaCloud를 통해 실험의 전체 과정과 결과를 함께 분석할 수 있는 구조화된 데이터 계층을 구축하고자 합니다.
개별 정보들은 서로 연결될 때 훨씬 큰 가치를 갖습니다. 현미경 영상은 생물학적 결과를 보여주고, 펄스 변수는 장비에 어떤 작동을 지시했는지를 나타냅니다. 수치 모델과 센서는 세포가 실제로 어떤 조건에 노출됐는지를 더욱 구체적으로 보여줍니다.
현재 저희는 AI 학습에 활용할 데이터세트를 구축하고 있습니다. 이를 통해 개별 실험이 고립된 결과로 남지 않고, 지속적으로 축적되고 성장하는 지식의 일부가 될 수 있습니다.
AI는 연구자를 대신하는 기술 아닌 ‘의사결정 지원’ 역할
Q. 토나게나는 인공지능을 활용해 수많은 실험조건의 관계를 분석하고 더 효과적인 전기천공 프로토콜을 찾고자 합니다. AI가 신약개발과 유전자치료, 세포치료 연구과정을 어떻게 변화시킬 수 있다고 생각하십니까?
A. AI는 저희 플랫폼이 발전하기 위한 가장 중요한 다음 단계 중 하나입니다.
전기천공 실험에서는 펄스 변수와 전기장, 온도, 현미경 영상, 세포 반응을 비롯해 다양한 변수가 포함된 다차원 데이터가 생성됩니다. 데이터의 양이 증가할수록 변수 사이의 관계가 복잡해지기 때문에 기존의 분석 방식만으로는 이를 효율적으로 평가하기 어려워집니다.
따라서 TonaCloud는 실험 데이터를 정리하는 데 그치지 않고, 데이터 분석과 휴리스틱 방법, AI를 결합한 지능형 계층을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이러한 도구를 활용하면 실험조건과 생물학적 결과 사이의 관계를 찾아내고, 연구자가 가능성 있는 전기천공 프로토콜을 찾도록 지원할 수 있습니다.
동시에 실험 데이터는 매우 가치 있는 지식재산이 될 수 있습니다. 연구팀이나 기업이 독자적인 기술 또는 상업적 응용 분야를 개발하고 있다면 자신의 데이터를 외부와 공유하고 싶지 않을 수 있습니다. 따라서 각각의 연구팀이 자체 데이터세트에 AI 도구를 적용하고, 특정 세포와 프로토콜 및 응용 분야에 적합한 지식을 구축할 수 있도록 지원하고자 합니다.
저희는 하나의 범용 AI 모델이 모든 생물학적 시스템에 최적화된 프로토콜을 제공할 수 있다고 생각하지 않습니다. 대신 TonaCloud는 데이터의 가치와 소유권을 존중하면서 일반적인 전기천공 지식과 응용 분야별 데이터를 결합할 수 있습니다.
유전자치료와 세포치료, 신약개발 분야에서는 이를 통해 시행착오에 의존하는 실험을 크게 줄이고, 연구자들이 다음 실험을 더욱 지능적으로 설계하도록 지원할 수 있습니다.
저희에게 AI는 연구자를 대체하는 기술이 아닙니다. AI는 실험 데이터를 지식으로 전환해 연구자가 더 나은 의사결정을 내릴 수 있도록 돕는 기술입니다.
한국과 공동연구·기술사업화 추진…“대학·병원·바이오기업과 협력 가능”
Q. 토나게나는 체코공과대학교의 연구 성과를 기업과 제품으로 발전시킨 사례입니다. 한국의 대학과 병원, 바이오기업들과 어떤 공동연구 또는 기술사업화를 추진하고 싶으십니까?
A. 한국은 강력한 바이오메디컬 연구 및 첨단 의료 역량과 함께 세계적인 수준의 공학, 전자기술, 제조 역량을 보유하고 있다는 점에서 저희에게 특히 흥미로운 시장입니다.
대학 및 연구기관과는 새로운 프로토콜과 응용 분야의 개발을 포함해 전기천공 기술에 대한 공동연구와 검증을 추진하는 데 관심이 있습니다. 병원과는 암 치료와 펄스장 절제술처럼 전기천공 기술이 임상 적용에 가까워지고 있는 분야에서 협력 기회를 찾을 수 있다고 생각합니다.
바이오기업 역시 저희에게 매우 중요한 협력 대상입니다. 토나게나의 플랫폼은 유전자 전달과 세포공학을 비롯한 첨단 바이오메디컬 응용 분야에 필요한 맞춤형 전기천공 프로토콜을 개발하고 최적화하는 데 활용될 수 있습니다.
토나게나의 기술을 한국과 더 넓은 아시아 시장에 공급할 수 있도록 지원하는 산업 및 상업적 파트너십에도 관심이 있습니다.
그러나 저희가 찾는 파트너는 단순한 고객이나 유통업체만이 아닙니다. 저희와 함께 고품질의 실험 데이터를 생성하고, 새로운 응용 분야별 전기천공 프로토콜을 개발·검증한 뒤 이를 실제 바이오메디컬 분야에 적용하고자 하는 파트너에게 특히 관심이 있습니다.
가장 이상적인 협력은 과학 연구와 실험적 검증, 임상 현장의 수요, 사업화를 하나의 협력체계 안에서 연결하는 것입니다.
Q. 한국은 반도체·자동차·배터리·의료·로봇 등 다양한 산업 기반을 보유하고 있습니다. 글로벌 AI 경쟁 속에서 한국이 가진 강점과 보완해야 할 점은 무엇이라고 생각하십니까?
A. 이번 방문에서 가장 인상적이었던 점은 한국이 여러 산업에 걸쳐 구축한 기술 역량의 결합입니다. 한국은 반도체와 전자기술, 자동차, 로봇, 헬스케어 분야에서 뛰어난 강점을 갖고 있습니다.
이러한 역량은 지능이 실제 장비와 센서, 로봇, 의료기술과 상호작용해야 하는 피지컬 AI 분야에서 한국이 매우 강력한 기반을 갖도록 합니다.
제가 생각하는 다음 과제는 단순히 더 좋은 하드웨어나 더 큰 AI 모델을 개발하는 데 그치지 않고, 이를 분야별 전문지식과 고품질 데이터, 실제 환경에서의 검증과 연결하는 것입니다. 기술적 성능만으로 충분하지 않은 헬스케어 분야에서는 이러한 연결이 특히 중요합니다.
대학과 병원, 스타트업, 기존 기술기업은 각각 이 문제를 해결하는 데 필요한 서로 다른 요소를 가지고 있습니다. 이들이 전문지식을 더욱 쉽게 공유하고 기술을 함께 검증할 수 있는 환경을 조성한다면 한국의 중요한 경쟁력이 될 수 있습니다.
국제 협력도 필수적입니다. 한국은 이미 뛰어난 기술 기반을 보유하고 있습니다. 여기에 국제적인 연구와 응용 분야별 전문지식, 글로벌 시장에 대한 접근성을 결합한다면 한국의 피지컬 AI 생태계는 더욱 강해질 수 있습니다.
원주의 헬스케어 기반에 피지컬 AI 접목…“행사를 실제 프로젝트로 연결해야”
Q. 이번 NEXT AI 2026을 통해 원주를 직접 방문하셨습니다. 의료산업과 피지컬 AI의 융합을 추진하는 원주에 대해 어떤 가능성을 보셨으며, 원주가 글로벌 AI 혁신도시로 성장하기 위해 가장 먼저 준비해야 할 것은 무엇이라고 생각하십니까?
A. NEXT AI에서 제가 본 것은 단순히 혁신 생태계를 구축하겠다는 포부만이 아니었습니다. 헬스케어와 산업, AI 기업, 연구자, 국제 파트너를 한자리에 모으기 위한 실질적인 노력이 진행되고 있었습니다. 이는 원주에 매우 좋은 출발점이라고 생각합니다.
원주는 이미 헬스케어와 의료기술에 집중하고 있다는 중요한 강점을 갖고 있습니다. 이러한 기존의 전문성을 피지컬 AI와 연결한다면, 범용적인 AI 허브로 경쟁하는 것보다 훨씬 명확한 도시 정체성을 구축할 수 있습니다.
따라서 다음 단계는 단순히 더 많은 기술기업을 유치하거나 더 많은 행사를 개최하는 것이 아닙니다. 핵심은 현재 구축된 연결 관계를 기술을 개발하고 시험하며 검증할 수 있는 실제 프로젝트로 전환하는 것입니다.
헬스케어 분야에서는 공학자와 AI 기업을 연구자, 병원, 임상의, 고품질 데이터 및 실제 의료 수요와 연결해야 합니다.
NEXT AI는 원주가 이러한 공동체를 국제적으로 연결할 수 있다는 점을 보여줬습니다. 이번 만남이 장기적인 연구 프로젝트와 기술 검증, 기업 간 파트너십, 궁극적으로는 새로운 제품으로 이어진다면 원주는 글로벌 헬스케어 및 피지컬 AI 생태계에서 차별화된 위치를 구축할 수 있을 것입니다.
토나게나가 관심을 두고 있는 것도 바로 이러한 환경입니다. 바이오메디컬 연구와 공학, 임상 적용, 데이터, 사업화를 하나로 연결하는 환경입니다.
온드르제이 피셰르 대표는 원주의 글로벌 헬스케어·피지컬 AI 생태계 구축과 관련해 헬스케어와 의료기술이라는 원주의 기반에 피지컬 AI를 연결하고, 기업과 연구자, 병원, 임상의, 데이터 및 실제 현장의 수요를 연계한 실질적인 프로젝트로 발전시켜야 한다고 제안했다.
이번 인터뷰를 통해 토나게나는 전기천공 기술을 기반으로 한 실험 장비와 데이터 플랫폼 개발 방향을 소개하는 한편, 전기장·온도·생물학적 반응 등 다양한 실험 데이터를 연결해 AI 기반 연구와 의사결정을 지원하는 기술적 접근을 설명했다. 또한 한국의 대학·병원·바이오기업 등과의 공동연구 및 기술 검증, 한국과 아시아 시장을 대상으로 한 기술사업화 가능성과 함께 원주가 글로벌 헬스케어·피지컬 AI 생태계로 발전할 수 있는 가능성에 대한 구상을 밝혔다.
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‘NEXT AI 2026 WONJU 글로벌 AI 포럼’에 참석한 국내외 AI·반도체·의료·로봇 분야의 전문가들은 AI 경쟁력이 기술 자체가 아니라 인재와 데이터, 컴퓨팅 인프라, 현장 실증, 산업 생태계를 얼마나 유기적으로 연결하느냐에 달려 있다고 입을 모았다. |
※ 기사 제공 : 아이스테이징아시아
