줄기세포, 3D 프린팅기술 융합 등을 통해 제작된 오가노이드를 이용하여 복잡한 생체시스템(순환계, 신경계, 소화계, 개체 전체 등)을 모사하는 기술

기초연구, 신약개발, 장기대체 치료법에 이르기까지 인간화 모델 시스템에서의 효과적인 연구 가능

향후 5년 : ~2023년 : 조직/기관-특이적 인체 모방 오가노이드 제작 기술

향후 10년 : ~2028년 : 오가노이드 기반 복합/다장기 생체시스템 모사 기술

1) 오가노이드 핵심 원천/기반 기술

- 줄기세포의 자기조직화/분화 유도 기술 및 인체 유사도가 높은 오가노이드 성숙화 기술

- 오가노이드 장기 배양기술 및 기능평가/특성분석 기술

2) 오가노이드 3D 제작/배양 플랫폼

- 오가노이드 3D 형성 및 기능/활성 향상 생체재로 개발 기술

- 3D 프린팅 기반 오가노이드 제작기술

3) 오가노이드 기반 생체시스템/개체 모사 기술

- 오가노이드 기반 다장기 모델링 기술

- 생체시스템 모방형 순환 배양 기술

4) 오가노이드 기반 활용 기술 및 실용화 플랫폼

- 인체 특정 장기 및 인체 모델링을 통한 생체 시스템 및 질환 모델링 기술

- 오가노이드 기반 생체모사 시스템 활용 약물 안전성 및 유효성 평가 기술

- 오가노이드의 재생의학적 활용 기술

인체 조직/장기의 기능을 대체하거나 생체모방 모델을 구현할 수 있는 오가노이드의 생체 유사도 증대 기술이 필요하며, 관련 평가·활용 방안 필요

미국, 일본, 유럽을 중심으로 줄기세포 분화를 통한 인체 유사 장기 모델 관련 연구가 활발히 진행

- 2013년 미니 뇌가 제작된 후 오가노이드 제작 연구가 활발하게 진행, 이후 미니 신장, 갑상선, 간 등 다양한 오가노이드 개발 성과 도출

- 2015년 7월, 미국 연구팀은 유도만능줄기세포를 이용해 스스로 박동하는 3차원 미니 심장 제작 성공

오가노이드 제작을 위한 3차원 배양 시스템 구현에 있어 세포의 증식‧분화에 시너지 효과를 미칠 수 있는 생체재료 개발과 미국을 선두로 한 3D 프린팅 연구가 전 세계적으로 활발하게 연구

정부 출연연, 대학, 병원을 중심으로 줄기세포-유래 조직/기관-특이적 오가노이드 제작, 배양 기술의 연구가 일부 진행

생체시스템을 대체할 만한 수준의 기능화 된 오가노이드 개발 측면에서는 아직까지 초기 연구단계 수준

(3차원 세포배양 기술) 국내 시장은 16년 940만 달러(약 102억 원)에서 21년 2,700만 달러(약 293억 원) 규모로, 세계 시장은 4.7억 달러(약 0.5조 원)에서 13.5억 달러(약 1.5조 원) 규모로 성장할 것으로 예측 * 출처 : Markets and Markets, 3D Cell Culture Market, 2016(3차원 오가노이드·조직 이미징 장비 관련 기술) 현미경 시장은 연평균 7.2% 성장률을 보이며 2019년까지 약 6조 원 정도의 성장을 보일 것으로 예측 * 출처 : Markets and Markets , Microscopy Market by Product, Application & by End User – Global Forecast to 2019 , 2014

혁신적 생체모사 기술개발을 통해 현대사회의 장기 이식 문제해결, 희귀·난치성 질환에 대한 환자 맞춤형 산약개발 및 재생의료 실현화 시기단축 가능오가노이드 핵심 원천기술 확보를 통한 관련 기술 분야의 선제적 우위 점유 및 사외 전반적인 건강 지수 향상 가능

오가노이드 기반 생체모사기술의 실용화를 활성화하기 위해 정부에서 중장기적로드맵 구상 필요중점 선도그룹 육성 및 오가노이드 핵심원천기술 연구 지원 강화 필요오가노이드 활용/실용화 기술을 위한 융합연구 전략적 지원

오가노이드|organoid|미니장기|장기유사체