전자회로 칩 위에 세포 배양·반응 관찰

최근 10년간 402건… 2013년부터 급증

동물실험을 대체하고 실제 세포의 반응을 관찰할 수 있는 ‘장기칩’(organ on a chip) 기술 개발이 활발한 것으로 나타났다.

1일 특허청에 따르면 최근 10년(2009~2018년)간 장기칩 관련 국내 특허 출원건수는 402건에 달한다. 장기칩은 전자회로가 놓인 칩 위에 특정 장기를 구성하는 세포를 배양해 장기의 기능과 특성뿐 아니라 역학적·생리적 세포 반응을 실험하는 기술이다.

2009년 14건에 불과했으나 2013년 유럽연합(EU)이 윤리 문제로 동물실험을 거친 화장품의 제조·판매를 금지하면서 급증하고 있다. 2013년 25건에서 4년 만인 2017년 77건으로 3배 이상 증가했다.

화장품·신약 개발이 활발해지면서 연간 약 400만 마리의 실험동물이 희생되고 있다. 더욱이 인체와 동물의 질병 양상과 독성 반응 등의 차이로 동물실험은 예측가능성 면에서 한계를 드러내고 있다.

기술별로는 세포를 3차원으로 배양하고 증식시키는 배양기술이 전체의 23%(93건)로 가장 많았다. 장기칩을 통해 인체 내 약물 반응을 신뢰성 있게 예측하기 위해 장기별 입체 구조와 생리적 특성을 그대로 구현하는 세포 배양은 필수적이다. 이어 3차원 세포배양 관련 소재와 장치에 관한 출원이 각각 20%(79건), 18%(74건)를 차지했다. 칩 위에 구현된 센서장치 관련 출원이 12%(49건), 장기칩을 이용한 약물 시험방법 관련 출원이 10%(36건)로 뒤를 이었다.

출원인은 내국인이 79%(319건), 외국인이 21%(83건)로 나타났다. 대학이 전체 49%(198건)를 차지한 가운데 외국기업 20%(82건), 중소기업 15%(60건), 연구기관 9%(35건) 순으로 국내 대학과 외국기업의 출원 비중이 높았다. 미국 등에서는 특정 질병 모델의 장기칩이 상용화된 데 비해 국내는 기초 연구단계에 머물고 있는 것으로 분석됐다.

대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr