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포트폴리오사 소식상상하지 못할 '3D 바이오프린팅'…바이오 산업 소부장


매일경제

상상하지 못할 '3D 바이오프린팅'…바이오 산업 소부장

입력2022.10.18. 오후 2:30
 
 수정2022.10.18. 오후 2:33
3D 바이오프린팅으로 인체조직 제작해 다방면 활용
독자 특허 기술로 시장 선도 바이오 구독경제 도전


사진설명 : 지난 5일 문정동 본사에서 인터뷰 하고 있는 이동혁 대표

클리셀(CLECELL)은 하버드 의과대학에서 10년 넘게 연구개발한 3차원 바이오프린팅 원천기술을 상용화하여, 재생의학과 정밀의학 분야에 필요한 3차원 인체조직을 제작하고 이를 통하여 임상 시뮬레이션 플랫폼을 개발하고 있는 기업이다.

이 회사는 평범한 3D 인공 피부뿐만 아니라 조직 공학 플랫폼을 통해 다양한 인체 세포를 제조할 수 있는 기술 특허를 대거 보유하고 있다. 이미 장외시장에서는 클리셀의 잠재력을 알아보고 투자하고 싶어하는 투자자들의 문의가 쇄도하고 있다. 그만큼 우수한 기술력을 기반으로 현실적인 성장 가능성을 보여주고 있으며, 바이오 산업의 필수적인 인프라 제조 기업으로 발돋움할 날이 멀지 않아 보인다.

최근 이전한 문정동 본사에는 석박사급의 바이오 및 기계 공학 인력 수십여명이 기술 개발에 매진하고 있다. 시작은 미미하였으나 이미 창대한 꿈을 눈 앞에 두고 있는 이 기업의 수장 이동혁 대표이사를 만나봤다.

Q1. 클리셀이 연구개발하고 있는 3D 바이오프린팅 기술이라는 것은 무엇이며 어디에 주로 쓰이는가.

잘 아시다시피 3D 프린팅은 복잡한 구조로 되어 있는 입체적인 모양을 만들고 싶을 때 사용하는 새로운 개념의 제조 방식이다.

3D 프린팅 기술이 있기 전에는 조각가들이 돌로 작품을 만드는 것처럼 덩어리로 되어 있는 것을 밖에서부터 깎아서 만들거나 만들고 싶은 모양을 찍어낼 수 있는 틀을 만들고 그 안에 제작하고 싶은 물질을 부어 굳히는 방식을 사용했다.

반면 3D 프린팅은 한 층씩 종이 위에 잉크로 그림이나 글씨를 프린트하듯이 일정한 모양을 계속 만들어 3차원 형태를 만들어가는 방식이다. 사각형 모양의 종이를 한층한층 쌓아 올려 직육면체를 만드는 것을 연상하면 쉽다. 이렇게 하면 보다 정교한 형태의 복잡한 구조도 만들 수 있고 여러 물질을 사용하여 3차원 형태를 만드는 것도 보다 쉬워진다.

3D 바이오프린팅은 이와 같은 3D 프린팅을 생체 물질에 적용한 것이라고 보면 된다. 이 기술이 꼭 필요한 이유는 이렇게 3D 프린팅 방식으로 신체의 일부분을 만들게 되면 보다 실제 신체 조직과 유사한 물질을 만들 수 있게 되어 다양한 인공 장기를 만들어 이식하거나 신약 테스트를 더 정확하게 할 수 있게 된다.

3D 바이오프린팅 기술로 제조된 피부 세포는 화상, 총상, 자상, 욕창 환자 등에게도 최적화된 형태로 사용 가능하고, 인공 피부는 화장품 회사들의 독성 평가 테스트로도 활용될 수 있다. 향후 3D 바이오프린팅 기술이 상용화 되면 소화기 내과, 신경외과, 정형외과 등에서 전방위적인 사용이 현실화 될 것으로 기대한다.

Q2. 3D 바이오프린팅 시장은 현재 전세계적으로 어느 수준까지 올랐으며, 클리셀이 더 우위에 있는 부분은 무엇인가.

3D 바이오프린팅 시장 규모는 점점 커지고 있지만 아직까지는 초기 단계라고 볼 수 있다.

현재 일반적으로 사용하고 있는 3D 바이오프린팅 방식으로는 혈액은 물론이고 피부나 내장을 이루는 생체 물질의 점도가 낮아서 3차원 구조로 제대로 구현할 수 없다.

이런 상황이다보니 바이오잉크(Bio-Ink)라고 불리는 재료를 합성해 3D 구조로 프린팅하고 있는데, 사용 가능한 바이오 물질도 상당히 제한적이다. 또한 신체 기관의 구조가 매우 복잡하기 때문에 단순히 기존의 3D 프린팅 기술을 접목해서는 이와 같은 복합적인 구조의 구현이 불가능하다.

클리셀은 점도가 낮은 물질이라도 아래부터 한층 한층 가교제라는 물질을 활용해 단단하게 굳히고 다시 그 위에 생체 물질을 올려놓는 세계 유일의 차별화된 방식을 사용하고 있다. 보통 저점도 생체 물질만으로 3차원 구조체를 만들어낼 수 있으나, 클리셀은 중화나 효소 반응을 포함한 화학적 반응을 통한 가교(분자간 연결고리를 만들어 물질을 단단하게 하는 것)를 가능하게 하여 사용 가능한 생체 물질 범위를 확장했다. 또한 독자적인 3D 바이오프린팅 플랫폼 소프트웨어를 개발하여 사용자가 각 층별로 원하는 물질과 원하는 물질을 설계할 수 있도록 개발했다.

클리셀에서 만든 대표 3D 바이오프린터인 U-FAB의 경우, 기존에 나와 있는 제품들의 스펙을 압도한다. 동시에 출력 가능한 생체 물질수가 기존 업체들이 4~6개 수준인 반면 클리셀 프린터는 15개까지 가능하며, 적층이 가능한 물질도 저점도에서 고점도까지 모두 가능하다. 물질 출력 방식도 세포를 상하게 할 수 있는 밀어내기(Extrusion) 방식보다 한 방울씩 떨어뜨리는(Droplet) 방식을 폭 넓게 사용해 세포 활성을 높였다. 저점도 물질의 경우 적층이 어려워 대부분 불가능한데, 클리셀 3D 바이오프린터는 저점도 생체 물질 적층이 가능하며, 다채널 동시 출력도 할 수 있어 생산성도 극대화하였다.

이와 같이 클리셀은 저점도 물질 출력, 생체 물질 사용 범위, 복합 구조 설계에 있어 탁월한 우위에 있는 기술들을 대거 보유하고 있다.

또한 클리셀은 단순히 3D 바이오프린터 기성품을 만드는 개념이 아닌 구매자의 요구에 맞는 하드웨어와 소프트웨어의 커스터마이징이 가능하도록 설계하고 있다. 오류나 고장이 발생했을때도 비용이 많이 들지 않도록 부분 부품의 교환과 수정이 용이해 유지 보수로 인한 수고를 덜수 있도록 제작하고 있다.

사진설명 : 문정동 본사에 진열된 클리셀 보유 특허 등록증


Q3. 3D 바이오프린터팅 기술 개발의 어려운 점과 진입 장벽은 무엇인가.

3D 바이오프린터가 일반 3D 프린터보다 기계적인 측면에서 더 복잡하다고 할 수는 없다. 하지만 세포가 죽지 않도록 정교한 기계적 압력, 경화(단단하게 하는 것)를 위한 열과 UV(자외선) 등을 매우 세심하게 조절해야 한다. 조금만 조절이 어긋나도 세포가 부서지거나 변형될 수 있다.

또한 출력으로 결과가 나오는 것이 아니라 출력 이후 정상적으로 조직이 성장하게 만들어야 하고, 출력에 적합한 상태로 만들기 위한 세포 배양도 필요하다. 따라서, 3D 바이오프린팅은 일반 3D 프린팅보다 훨씬 복잡하고 기술적인 역량이 필요한 영역이라고 볼 수 있다.

특히 살아 있는 세포를 원료로 하다보니 식약청 등의 인허가가 상당히 까다로운게 사실이다. 이에 대해서는 관련 기관들과 이해 관계를 좁혀가는 반면, 인허가가 필요 없는 적층 물질 활용을 통해 매출 기반을 만들어 갈 것이다.

Q4. 현재 임상 중심의 바이오 산업은 투입 자본대비 수익률이 낮아 시장의 신뢰를 잃고 있는 실정이다. 이에 대한 생각은 어떠한가.

임상 과정은 성공률이 낮을 수밖에 없는 태생적인 한계가 있다. 또한 3상까지 진행하기 위해서는 상당히 많은 자본이 필요하다. 기술 개발과 자본 활용의 적절한 조화가 매우 중요한 사업이기도 하다.

따라서, 바이오 기업들은 1상 혹은 2상 단계에서 수익 창출이 가능한 라이센싱 모델 등의 비즈니스 모델을 개발하고, 적정 시점에서 대기업과의 제휴 혹은 매각 등을 통해 투자자 위험 축소를 대안으로 고려해야 한다고 생각한다.

Q5. 클리셀의 현재 사업 진행 상황과 앞으로의 계획에 알고 싶다.

클리셀은 항암제 감수성 평가를 중심으로 한 인공 조직 모사체를 활용한 테스트 분야와 치료 효과를 개선하고 치료 기간을 단축할 수 있는 창상 피복재 등 이식용 의료기기 개발에 집중하고 있다. 또한 지속적인 3D 바이오프린터 기술 개발을 통해 올해 11월부터 보급용(연구용) 3D 바이오프린터(U-FAB Activo) 출시 예정 및 판매로 본격적인 매출 발생을 기대하고 있다. 연내에는 3D 바이오프린터 의료기기 허가가 가능할 것으로 보고 있다. 다양한 파트너사와의 협력을 통해 다양한 결과를 도출하고 있으며 2023년 이후에는 폭발적인 매출이 나오기 시작할 것으로 예상하고 있다.

일단 내년까지는 성장을 위한 인력 및 시설 투자를 위해 자금 소요가 많이 발생할 것으로 예상되는 만큼 100억 원 이상의 시리즈-B 투자유치를 계획하고 있다. 이후 사업 구조가 정착되고 매출이 폭증할 것으로 기대하고 있으며, 2024년 상장을 통한 자본 조달을 현실적인 목표로 잡고 있다.

상장 후 진료과별 특화된 구독 경제 등을 통해 다양한 수익 창출 모델을 개발해 매출을 확대해 나갈 예정이며, 2025년 이후에는 연 매출 1000억 이상 달성을 목표로 두고 있다. 또한 글로벌 진출에도 박차를 가해 미국 및 일본 내에서 3D 바이오프린터 3위 이내의 브랜드 인지도를 달성하고자 한다.


https://tv.naver.com/v/29983638 

양재필 콘텐츠 에디터

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