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2024년도 하반기

약물 개발 연구 및 맞춤형 치료 분야에서 성장 중인 ‘3D 세포배양(3D Cell Culture) 기술’이 예측 가능성과 안전성을 바탕으로 수요 및 투자가 증가하고 있는 가운데 AI 기술까지 결합하며 차세대 의료산업의 혁신을 선도하고 새 기회를 마련할 것이라는 분석이 나와 눈길을 끈다.

한국보건산업진흥원은 지난 23일 ‘글로벌보건산업동향 527호’ 포커스를 통해 3D 세포배양 시장의 성장전망 및 기술동향을 공유했다.

먼저 3D 세포배양은 세포 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 있다.

체내와 유사한 환경을 제공할 수 있는 3D 세포배양은 주로 조직공학 및 세포, 생물학 연구에 사용되는데 약물의 효능이나 독성을 감지할 수 있는 성능이 뛰어나기 때문에, 생체 내 약물 연구의 생리적 과정을 더 정확하게 확인할 수 있다.

관련 시장은 △세포 연구 및 개발에 대한 투자 증가 △개인 맞춤형 치료 및 표적 치료에 대한 수요증가 △세포배양 기술의 향상 등의 요인으로 인해 성장하고 있다.

특히 개인 맞춤형 치료 중 장기이식 분야에서 3D 세포배양에 대한 수요가 늘어나고 있다. 이는 3D 세포 배양 기술이 기존 2D 배양방법에 비해 실패 가능성이 줄어들며 뛰어난 예측이 가능하고 약물개발 비용과 기간이 획기적으로 줄어들 수 있으며, 안전하고 효과적인 방식으로 개발이 가능하기 때문이다.

또한 동물실험을 대체할 수 있는 방법 중 하나이기 때문에, 과학자와 업계 관계자들은 3D 세포배양 기술을 개선하고 향상시키기 위한 투자를 진행하고 있다.

최근 과학계에서 가장 주목받는 기술은 장기의 세포를 활용한 3D 오가노이드로 인체의 장기와 유사한 구조 특성을 가지고 있어, 신약의 효과를 실험하거나 신약 개발에 접목할 수 있다.

한편 미국과 유럽 지역 선진국들은 첨단기술을 적극적으로 도입하며 의료산업의 발전을 중심으로 시장성장을 주도하고 있다. 또한 글로벌 기업들은 개발도상국을 신규 시장으로 고려하고 있으며, 다양한 기업 간 파트너십이 확대됨에 따라 향후 몇 년 동안 3D 세포 배양 기술에 대한 새 기회가 열릴 가능성이 높다.

여기에 코로나19의 영향으로 신약 발견과 새로운 백신 개발에 대한 필요성이 커지면서 3D 세포배양 기술에 대한 수요도 증가하고 있다. 산업 및 학술분야 모두 개인 맞춤 연구에 대한 방향으로 전환이 가속화되며, 특히 제약 산업에서 3D 배양기술이 더욱 중요해질 것으로 보인다.

더불어 AI 기술의 급속한 발전으로 세포배양 연구를 완전히 자동화할 수 있는 방식이 개발되고 있다. 2D 및 3D 세포 모델을 생성하는 것 뿐만 아니라, AI 기반 소프트웨어를 통해 △효과적인 오르가노이드 제조 △이미지 처리 △응용프로그램 판독 △세포의 공급 △관리 과정 등이 자동화될 수 있다.

진흥원은 “이를 통해 실험시간을 줄이고, 인적 오류를 최소화할 수 있다. 예를 들어 올해 4월 프레딕티브 온콜로지는 AI 기술을 활용한 3D 세포배양 모델을 출시한다고 발표했다”며 “이 모델은 암치료연구를 개선하기 위해 개발됐으며, 임상결과 예측능력을 향상시키고 약물개발 과정을 가속화할 것”이라고 기대감을 피력했다.

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기사출처 : 3D 세포배양 기술, 차세대 의료산업 혁신 이끈다

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의학신문 오인규 기자