일본산업뉴스요약

바이오 3D프린터, 세포로 인체 조직을 제조
리코 및 JSR, 신약 평가와 혈관 및 경막 제조에도 이용

▶바이오3D프린터: 수지와 금속을 분사해 입체물로 만드는 3D프린터 기술을 이용해 세포를 재료로 인체 조직을 만든다. 제조 방식은 노즐에서 분사되는 잉크제트 방식과 핀을 꽂아 쌓아 올리는 방식 등 복수이다. 2010년대부터 제약회사와 연구기관에서 기술 평가를 목적으로 도입. 대학 발 기술 등을 활용하는 관련 기업들이 탄생하면서 신약 개발 및 인공장기 생산에 응용되고 있다.

세포를 이용해 인공적으로 인체 조직을 만들어내는 ‘바이오 3D프린터’가 실용화 단계에 들어섰다. 신약의 안전성 평가에 이용한 리코는 세포가 탑재된 칩 제품을 2020년 봄까지 발매할 예정이다. JSR이 캐나다 기업과 협업한 것도 독성을 조사할 수 있는 간 조직을 개발하기 위해서이다. 인공장기 제조를 목표로 도입하는 기업들도 나오는 등, 전세계적으로 경쟁이 시작되고 있다.

가와사키(川崎) 시에 위치한 리코의 연구 거점에서는 자체 개발한 바이오 3D프린터가 가동되고 있다. “진짜 세포를 원하는 위치에 놓을 수 있다”. 겐마(源間) HC사업 본부장은 독자적 기술이 도입된 프린터로 신약의 안전성 평가를 위한 칩 제조를 사업화한다고 설명. 이것을 계기로 복수의 조직 제작에 도전할 계획이라고 한다.

리코는 칩 제품을 제조하는데 있어서 가장 먼저, 환자의 유전 정보가 포함된 세포를 배양해 늘렸다. 배양된 세포는 액체와 혼합되면서 헤드에서 밀려나 칩에 늘어선 구멍으로 들어간다. 제약회사는 이 칩에 다양한 환자의 세포를 탑재하면 개발 중의 약이 어떤 사람에게 맞는지 등을 조사할 수 있다.

리코의 바이오3D프린터에는 잉크제트 방식이 채택되었다. 복사기로 40년 간 키워온 기술이 의외의 분야에서 활용되고 있는 것이다. 미국에서 2020년 봄까지 사업화를 시작, 일본에서도 2021년 봄까지 사업화할 예정이다. 안전성 평가 수탁 서비스도 염두에 두고 있는 리코는 2025년에 매출 200억엔을 목표로 한다.

신약의 안전성 평가는 바이오3D프린터의 첫 번째 용도로서 확대되고 있다. JSR는 바이오프린팅 기술을 가진 캐나다의 Aspect Biosystems와 2018년에 제휴. 타깃은 인공 간 조직을 만드는 것이다. 치료약에 포함되어 있는 독성 물질이 몸 밖으로 배출되는지를 조사하는데 바이오프린팅 기술을 이용할 수 있다.

수지 등의 소재를 분자 레벨에서 개발하는 고도의 기술을 보유하고 있는 JSR은 의료 분야에 이를 활용하기 위해 게이오(慶応)대학과 다양한 연구 개발을 추진하고 있다. 미국 존슨앤존슨도 Aspect Biosystems와 연구를 시작하는 등, 여러 기업들이 바이오3D프린터를 이용한 신약 평가 사업에 관심을 갖고 있다.

신약 개발이 한번 성공하기 위해서는 임상시험 등에 총 1,000억엔 든다고 한다. 인체조직을 만들어내 현재의 동물 실험보다도 사람에 가까운 형태로 작용을 조사할 수 있게 된다면, 사람을 대상으로 하는 임상시험으로 전환된 이후에 개발이 중지되는 사태 등을 최소화할 수 있고, “개발 비용 절감으로도 이어진다”(겐마 본부장)라고 기대되고 있다.

바이오3D프린터는 인공장기 제조에도 이용될 수 있을 전망이다. 후지필름 등이 출자하고 있는 Cyfuse(도쿄)는 9월에 사가(佐賀)대학 등과 바이오3D프린터로 제조된 인공혈관의 임상연구를 시작한다. 아키에(秋枝) 사장은 “2020년대 전반에는 사업화하고 싶다”라고 말한다.

인공혈관은 투석 환자가 혈액 정화 시에 사용되는 수지로 만들어진 관을 대체할 수 있다. 수지 제품은 혈관이 막혀 문제가 발생될 수 있다. 인공혈관으로 하면 혈류 개선을 기대할 수 있다고 한다.

Cyfuse는 우선 세포를 늘려 세포의 무리를 만들었다. 인공혈관의 3D데이터를 바탕으로 이 무리를 침봉과 같은 토대에 꽂으면 수일 후 세포가 서로 붙는다. 서로 붙으려고 하는 세포 본래의 성질을 이용한 것으로, 타사가 이용하고 있는 결합 소재는 불필요하다. 심장 바이패스 수술에서의 이용 등을 기대하는 목소리도 나오고 있다.

미국 조사회사 Markets and Markets에 따르면 1대 당 수백만 엔에서 수천만 엔에 달하는 세계 바이오3D프린터 시장은 2021년에 13억 3,260만달러(약 1,400억엔)로 확대, 2016년의 3배가 넘을 전망이다.

바이오3D프린터가 보급되기 위해서는 안전성 확인뿐만 아니라 제조 비용을 낮추는 기술이 필요하다. 제약회사와 환자의 수요가 늘고 있는 가운데 구미(歐美)와 중국에서는 스타트업 기업들이 탄생하는 등, 관련 기업들이 증가하고 있다. 실용화를 둘러싼 경쟁이 한 층 더 격화될 것으로 보인다.

▶ 세계 기업이 참여
- 메드프린(중국); 프린터 개발 및 인공 경막을 제조
- Aspect Biosystems(캐나다), 올가노보(Organovo, 미국); 간 조직으로 신약 평가
- Cyfuse(일본); 인공 혈관 제조
- 셀잉크(Cellink, 스웨덴); 프린터 및 전용 잉크의 개발

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