신약개발에 따른 3D 세포배양 시장 성장전망

[글로벌 보건산업 동향 Vol.527]

◈ 목차

01 FOCUS

02 의료서비스

03 디지털헬스케어

04 제약,의료기기,화장품

05 고령친화산업

◈본문

신약개발에 따른 3D 세포배양 시장 성장전망

3D 세포배양 시장 

• ●3D 세포배양(3D Cell Culture)은 세포의 상호작용과 성장을 위한 3차원 환경으로, 생체 외(in Vitro)에서 모든 방향으로 성장할 수 있으며 생체 내(in Vivo)에서 세포가 가지는 생리학적 특징을 확인할 수 있음. 이처럼 체내와 유사한 환경을 제공할 수 있는 3D 세포배양은 신약개발 분야에서 주목하고 있는 기술임 

• ●주로 조직공학 및 세포, 생물학 연구에 사용되는 3D 세포배양 기술은 약물의 효능이나 독성을 감지할 수 있는 성능이 뛰어나기 때문에, 생체 내 약물 연구의 생리적 과정을 더 정확하게 확인할 수 있음. 

• ●특히, 최근 과학계에서 가장 주목받는 기술은 장기의 세포를 활용한 3D 오가노이드(3D Organoids)*로, 인체의 장기와 유사한 구조 특성을 가지고 있어, 신약의 효과를 실험하거나 신약 개발에 활용 가능함 
  * 오가노이드란 인체장기와 유사한 △구조 △구성 △기능을 보유한 3차원 세포 조직으로, 3차원적 생체 장기 유사체임 

<시장전망> 

[자료] Towards Healthcare, Precedence Research 

• ●투워즈 헬스케어(Towards Healthcare)1)는 글로벌 3D 세포배양 시장 규모는 2024년에 23억 4,000만 달러(한화 3조 1,687억 원)이고, 2034년에는 약 70억 2,000만 달러(한화 9조 5,061억 원)에 도달할 것으로 예상되며 2024년부터 2034년까지 11.6%의 연평균 성장률을 보여줄 것으로 예상함 

• ●프레시던스 리서치(Precedence Research)2)는 시장규모에 대해 2022년에 14억 2,000만 달러(한화 1조 9,228억 원)로 평가했으며, 2032년까지 약 52억 9,000만 달러(한화 7조 1,634억 원)에 도달할 것으로 예상함

• ●마켓 앤 마켓(Markets and Markets)3)은 시장이 2023년에 13억 달러(한화 1조 7,603억 원), 2028년까지 25억 달러(한화 3조 3,853억 원)에 도달할 것으로 전망함 

• ●루츠 애널리시스(Roots Analysis)4)는 시장이 2024년 약 18억 3천만 달러(한화 약 2조 4,780억 원)에 달할 것으로 예상되며, 2035년까지 89억 달러(한화 12조 519억 원)에 도달할 것으로 예상했고, 예측 기간 동안 15.4%의 연평균 성장률을 보일 것으로 분석함 

• ●메티큘러스 리서치(Meticulous Research)5)는 시장이 2023년부터 2030년까지 15.1%의 연평균 성장률을 기록하고, 2030년까지 40억 2,000만 달러(한화 5조 4,436억 원)에 도달할 것으로 예상함
  
  

시장 성장요인 

• ●3D 세포배양 시장은 △세포 연구 및 개발에 대한 투자 증가 △개인 맞춤형 치료 및 표적 치료에 대한 수요증가 △세포배양 기술의 향상 등의 요인으로 인해 성장하고 있음. 특히, 개인 맞춤형 치료 중 장기이식 분야에서 3D 세포배양에 대한 수요가 증가하고 있음 

• ●이는 3D 세포배양 기술이 기존 2D 배양방법에 비해 △실패 가능성이 줄어들며 뛰어난 예측이 가능하고 △약물개발비용과 기간이 획기적으로 줄어들 수 있으며 △안전하고 효과적인 방식으로 개발이 가능하기 때문임 

• ●또한 동물실험을 대체 수 있는 방법 중 하나이기 때문에, 과학자와 업계 관계자들은 3D 세포배양 기술을 개선하고 향상시키기 위한 투자를 진행하고 있음 

기술유형

• ●3D 세포배양 기술은 하이드로겔 스캐폴드(Hydrogel Scaffolds), 마이크로칩(Microchips), 3D 오가노이드 (Organoids)등이 주목받는 기술임. 이때 스캐폴드란, 조직공학에서 세포가 자랄 수 있는 지지체 역할을 하는 물리적 구조물로 점착 기질세포와 생체활성분자의 이동, 결합, 운송을 위한 구조물임 

• ●가장 많이 사용되는 하이드로겔 스캐폴드는 하이드로겔*을 이용해 제작된 스캐폴드로, 조직공학에서 3D 세포배양을 인체에 안정적으로 정착하기 위해 사용됨. 마이크로칩은 약물 스크리닝을 위해 신체를 모방한 칩을 제작하는 데 사용되며, 네덜란드 생명공학기업 미메타스(Mimetas)의 생체모사 장기칩(Organ-on-a-chip)이 그 사례임. 이 제품은 미세가공 기법을 사용하여 칩 크기의 기기에 폐, 심장과 같은 생물학적 장기의 미니어처 모델을 만드는 기술로, 복잡한 미세환경과 장기 내 세포의 상호작용을 잘 복제할 수 있음 
  * 다량의 수분을 함유할 수 있는 3차원 망상구조를 이루는 친수성 고분자로 이루어진 물질 

• ●Ÿ 3D 오가노이드 기술은 가장 주목받는 3D 세포배양 기술로, 이는 장기세포를 활용하여 실제 동물이나 사람의 장기와 유사한 세포를 제작할 수 있음. 이러한 특징은 신약 개발 시 실험을 대체할 수 있고, 암세포 오가노이드의 경우 항암제 사용 시 예측의 정확도를 높일 수 있음 

<기술유형>

[자료] Molecular Devices, Google Patents, BRIC, Formlabs, 환경일보, ScienceOn