공기필터는 일반적으로 공기 중의 분진을 포집할 목적으로 사용되는 필터를 가리키는데, 목적에 따라 공조용, 가전용,마스크용, 집진용, 자동차용 등 다양하게 활용되고 있다.

헤파필터는 “High Efficiency Particulate Air”의 앞 글자를 딴 것으로, 고성능의 미립자 공기 필터를 말한다.

성능적으로는 직경 0.3 ㎛의 입자를 99.97% 이상 여과할 수 있는 필터로 정의된다.

급속한 산업화로 인해 초미세먼지 발생이 심해지고, 미세먼지나 황사 등의 입자가 매우 작기 때문에 이를 여과하기 위한 공기필터의 사용이 불가피해지고 있다.

또한 최근 이러한 공기오염의 심각성이 크게 부각됨에 따라 마스크나 공기청정기 필터의 사양 경쟁이 심각해졌고, 공기필터 중 높은 사양을 가진 헤파필터의 사용이 매우 확대되었다.

그래서 헤파필터의 개발이 최근일 것이라 생각하기도 한데, 이미 1940년대부터 사용이 되고 있었다.

처음에는 미국의 맨해튼 프로젝트 등에서 방사성 오염물질을 차단 또는 정화하기 위해 군용 목적으로 개발된 것이다.

그리고 1950년도부터 다양한 산업 분야에서 공기 청정도를 높이기 위해 사용되고 있는데, 최근에 들어서야 가격이 저렴해지면서 일반에서도 다양하게 활용되는 중이다.

1) 고효율 헤파필터의 필요성

산업화로 인한 초미세먼지에 더불어 국내 발생 외에도 국외로부터 유입이 크게 증가하는 추세로, 국제보건기구의 발표에 따르면 한해 약 400만명이 공기 중 오염물질로 인하여 사망하고 있고, 간접적으로 정신 건강에도 악영향을 끼치는 등 사회적 영향이 점차 커지고 있다.

공기의 질을 낮추는 미세먼지(황사 포함) 크기는 10 ㎛ 이하의 크기를 가지며. 이 중 초미세먼지는 2.5 ㎛ 이하의 크기를 갖기 때문에 이를 여과하기 위하여 헤파필터의 사용이 요구되고 있다.

기존에는 정전 처리된 Melt blown 부직포나 유리 섬유가 사용되고 있는데, 정전 처리된 멜트블로운 부직포는 여과 환경 노출에 의하여 정전 효과가 감소하기 때문에 성능 저하의 문제가 있다.

또 유리섬유의 경우 인체 유해성 논란 및 폐기 시 환경오염 등의 문제가 있어, 이를 대체하기 위한 소재 개발이 시급하다는 의견이 많다.

최근에는 고분자 용액기반 전기방사 공법을 통한 나노섬유를 헤파필터에 적용하려는 노력이 계속되고 있으나 구현이 용이하지 않아 소재 선택의 한계가 있다.

또한 인체 유해성 논란 문제 해결을 위해 유기용제 없이 서브마이크론 스케일의 섬유 여재를 제조하는 공정과 이를 통해 제조된 여재를 포함하는 헤파필터 개발도 시급하다는 의견이 있다.

2) 고효율 헤파필터의 산업 동향

전 세계적으로 급속한 산업화와 인프라 개발 증가는 대기 중의 공기 질을 악화시키는 주요 요인으로 볼 수 있다.

이것은 각국 정부로 하여금 엄격한 규정 제정과 모든 주거 지역 및 상업 공간에 헤파(HEPA, High Efficiency Particul ate Air) 필터 설치를 의무화하도록 하고 있기도 하다.

최근 몇 년간, 특히 코로나19 팬데믹 이후, 공기질 관리의 중요성이 부각되면서 정부와 관련 기관들은 H헤파필터를 포함한 공기청정기 및 환기 시스템에 대한 지원 정책을 강화하고 있다.

한국의 경우 실내 공기질 관리 강화를 통해 학교 등의 감염 취약층의 다중이용시설에 바이러스 차단 효과가 있는 헤파필터 설치를 의무화하고 있다.

또 식약처에서는 헤파필터의 바이러스 여과 성능시험 등의 가이드라인 마련 등을 통해 헤파필터를 통한 공기질 정화에 더욱 신경 쓰고 있다.

이와 같이 정부의 관심은 관련 산업의 성장에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.

3) 고효율 헤파필터의 국내 시장 규모 및 현황

시장 조사 기업인 GRANDVIEWRESEARCH社의 보고서 ‘South Korea Industrial Air Filters Market Size & Outlook’에 따르면 한국의 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터 시장은 산업화 증가와 실내 공기질에 대한 인식 제고로 인해 크게 성장하고 있다.

2022년 한국의 산업용 공기 필터 시장은 약 9,480만 달러(약 1,360억원)의 수익을 창출했으며, 2023년부터 2030년까지 연평균 복합 성장률(CAGR) 8.6%를 반영하여 2030년까지 1억 8,390만 달러(약 2,640억원)에 이를 것으로 예상했다.

이러한 시장규모는 의료, 제조 및 주거 등 산업 전반에 걸쳐 공기질을 높게 유지하는데 있어 헤파 필터의 중요성을 인식하고 있다는 내용이다.

특히 최근 공기질 개선과 더불어 고급 여과 기술에 대한 정부 규제로 인해 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보고 있다.

DATAINTELO社의 보고서에서는 시장을 좀 더 크게 계산했다.

보고서에 따르면 국내 HEPA 필터 시장규모는 2019년 8,576억 원으로 추정했고,, 세계 HEPA 필터 CAGR을 적용할 경우 2020〜2026년 CAGR 7.4%로 성장하여 2026년에는 약 1조 5,000억 원에 달할 것으로 예상했다.

다만 이 보고서는 한국에서 헤파필터 시장이 급격히 확장했던 2019년(코로나 감염병 등)을 기준으로 계산한 것이라 수치가 높을 수 있다.

HEPA 필터 관련 주요 국내 기업으로 (주)이앤에치, 아프론테크, 크린앤사이언스, 케이앤케이, (주)한새, 한국필텍, 한국코엔(주) 등이 있다.

4) 고효율 헤파필터의 해외 시장 규모 및 현황

시장 조사 기업인 STRAITS RESEARCH社에 따르면 글로벌 헤파필터 시장 규모는 2023년에 33억 달러로 평가되었고, 2032년까지 48억 달러에 도달할 것으로 예상했는데, 예측 기간(2024-2032) 동안 8.1%의 CAGR 로 성장할 것이라는 전망이다.

또 FORTUNEBUSINESSINSIGHTS社의 보고서에 따르면 글로벌 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터 시장 규모는 2018년에 25억 달러로 평가되었으며, 7.0%의 CAGR로 2032년까지 69억 달러에 도달할 것으로 예상되었다.

특히 2018년 아시아 태평양 지역은 33.47%의 점유율로 전 세계 HEPA 필터 시장을 장악했고, 성장률이 높은 편이다.

이와 같은 성장률은 많은 개발도상국들이 몰려 있는 아시아세의 제조 산업에서 클린룸 여과 시스템에 대한 수요가 증가하면서 고효율 미립자 공기 필터 시장 점유율이 높아지고 있다는 것이다.

특히 산업뿐 아니라 주거용, 상업용, 의료용 등 최종사용자의 다양성은 시장 성장에 큰 동력이 될 수 있다.

또한 아시아의 인구가 많은 국가에서 공기오염 심각성으로 인해 사용량이 더욱 증가되었다.

일반적으로 우리가 생각하는 헤파필터의 사용용도는 마스크와 공기청정기 정도가 대부분일 것이다.

하지만 산업 전반에 조금 더 관심을 가진다면, 고효율의 헤파필터가 공기질 개선에 더해 오염물질 제거에 이용되는 중요 부품으로 사용되고 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

특히 최근의 공기오염과 더불어 정부의 환경 규제가 강화됨에 따라 그 수요는 지속적으로 증가 될 것이다.

시장현황 조사는 계획서 작성을 위한 참고 자료로, 필요하신 경우 검토 후에 사용하시기 바랍니다.

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인공지능(AI) 의료기기는 인공지능 기술을 통해 의료 데이터를 분석하여 질병을 진단·예측하거나 치료법을 제시하는 소프트웨어를 의미한다.

별도로 한국식품의약품안전처에서는 인공지능 의료기기를 프로그래밍 된 모델 없이 데이터 분석을 통해 기계학습 훈련 알고리즘을 활용하여 기계학습 모델을 개발하는 기계 학습기술이 적용된 의료기기로 정의하기도 한다.

특히 인공지능 의료기기는 의료진이 환자 의료정보를 입력하면 소프트웨어에 의해 도출된 질병의 특징을 이용하여 진단 결과를 출력하는 등 의료용 데이터를 학습하여 질병의 특징을 스스로 도출하는 방식의 기계학습이 적용되기도 한다.

인공지능 의료기기의 주목적은 의료인이나 환자에게 정보를 제공하여 정확한 의사결정을 내리는 것을 돕는데 있다.

중소벤처기업부의 ‘인공지능 의료기기’ 분야의 기술로드맵 보고서를 바탕으로 관련 정보를 정리했다.

1) 인공지능 의료기기의 필요성

의학 분야에서 인공지능, 빅데이터 기술을 활용하여 질병을 예방하고, 조기에 정밀 진단하여 효과적으로 치료받는 방향으로 의료 패러다임이 변화하며 의료 서비스의 양적, 질적 향상이 이루어지고 있다.

이런 이유로 데이터 분석기반의 최적화된 개인 맞춤 건강관리를 구현할 수 있는 의료기기에 대한 관심이 증대함에 따라 인공지능을 접목한 의료기기 분야의 기술 개발의 필요성이 확대되고 있다.

IDC에 의하면 의료 데이터 양이 ’20년 25,000PB(25,000,000TB)에 이르는 등 의료 및 헬스케어 분야에서 병원 등으로부터 생산되는 복잡하고 많은 양의 의료 데이터를 인공지능 도구와 응용 기술의 적용을 통해 분석하려는 요구가 지속적으로 증가하고 있다고 한다.

의료기기의 발전으로 병원에서 생산되는 의료 데이터가 폭발적으로 증가하고 있는데, 의료지식 또한 매우 빠르게 늘어나고 있어, 이에 대한 효과적인 활용 기술이 필요하기도 하다.

인공지능 시스템은 진단 및 예측시간이 짧아 더 많은 데이터를 이용하여 진단, 치료 및 예방 등의 판단이 가능하며, 인공지능 기술을 의료기기에 활용함으로써 기존 의료기기보다 성능, 효율 및 질적 수준을 크게 향상시켜, 판독의 정확성을 높이고 질병 예측 및 예방 등 새로운 가치 창출이 가능하다.

이를 기반으로 의료기기산업은 기존 하드웨어 중심에서 선도 기술과의 융복합을 통해 의료용 소프트웨어, 디지털 치료기기 중심의 산업으로 시장이 확장하는 등 가치 창출의 영역이 확대되고 있다.

2) 인공지능 의료기기의 산업현황

인공지능 의료기기는 소프트웨어 의료기기로 의료영상의 판독, 질병의 진단 및 치료법 제시, 질병의 예측, 건강관리 등 다양한 의료분야에 적용되고 있으며, 헬스케어 전 영역으로 적용범위가 확대되고 있다.

의료 산업에서의 인공지능 기술 접목 사례 확대되는 추세로, 인공지능(AI), 기계학습(ML), 심층학습(DL)과 같은 기술들은 예방, 진단, 처방 등 복잡하고 고도의 전문성이 요구되는 의료영역에서부터 개인의 건강관리에 이르기까지 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있다.

특히 전미경제연구소(National Bureau of Economic Research)가 ’23년 1월에 발표한 연구에 따르면 AI의 광범위한 활용을 통해 향후 5년 이내에 미국 의료 및 행정 비용 전반에 관한 지출의 5~10%(연간 약 2000억~3600억 달러)를 절감할 수 있을 것으로 추산하고 있다.

’22년 10월 초까지 미국 FDA의 허가를 받은 인공지능 의료기기 수가 91건에 달하는 등 의료기기 분야에서 인공지능 기술 도입이 빠르게 진행 중에 있다.

최근 전 세계적으로 다양한 산업 분야에서 AI 도입 경쟁이 심화되고 있는 가운데, 미국이나 유럽 등 주요국에서는 인공지능 의료기기에 대한 규제 및 인허가 정책을 도입하고 있다.

특히 미국에서는 의료기기로서의소프트웨어를 위험분류(Risk Classification)에 따라 FDA에서 관리하고 있으며, 유럽연합에서는 2019년 4월, ‘신뢰할 수 있는 AI 구현‘이라는 핵심개념을 담아 AI 규제안을 발표했다.

국내에서는 정부의 디지털 헬스케어 육성 정책 방향에 따라 신의료기술 제도는 지속적으로 개선되는 추세로 볼 수 있다.

국민의 의료 혜택 향상을 위해 의료 AI 개발 지원 및 AI 의료 시스템 도입 촉진, 디지털 치료기기 개발 및 실증 지원 등의 정책이 포함되어 2024년 약 9,090억원의 예산을 투입하기로 발표했다.

3) 인공지능 의료기기의 시장규모 및 현황

시장조사 기관인 Marketsandmarkets에 따르면 인공지능 의료기기 세계 시장은 2021년 약 8억 달러에서 2027년 약 30억 달러로 연평균 23.2%씩 성장할 것으로 예상하고 있다.

insights10에서는 국내 인공지능 의료기기 시장은 2021년 약 1억 달러에서 2027년 약 6억 7,000만 달러 규모로 연평균 46.2%씩 성장할 것으로 전망했다.

또한 한국보건의료연구원 자료에 따르면, AI 중심의 의료기기 시장 규모는 연 42% 성장이 예측되며, 2027년 약 994억9,000만 달러 시장이 형성될 것으로 예측하고 있다.

중소벤처기업부의 전략품목 자료집에 따르면 생체용 금속소재 기술개발은 “잃어버리거나 손상된 생체기능의 역할을 보완하기 위해 제작하는 인공 조작이나 생체에 삽입하는 기구를 만드는 금속재료에 대한 기술개발”로 정의하고 있다.

생체용 소재라는 단어가 어려워 보일 수 있지만, 임플란트나 고관절용 삽입구 등 주변에서 쉽게 볼 수 있는 일종의 의료용 소재라고 할 수 있다.

특히 금속재료의 경우에는 강도와 연성이 우수하여 인공관절, 임플란트 등 인체(생체)에서 치과용에는 물론이고 일반 정형외과 분야의 치료에서도 오래 전부터 사용되고 있다.

생체용으로 사용되는 금속재료로는 티타늄 및 티타늄 합금, 스테인리스강, 코발트 합금, 크롬 합금 등 여러 가지가 있다.

가장 많이 이용되는 것은 생체 적합성, 내식성, 강도 등의 성질이 우수한 티타늄 및 티타늄 합금과 스테인리스강으로 최근 이들을 개량한 생체용 새로운 합금이 많이 개발되고 있다.

1) 생체용 금속소재의 필요성

보건의료산업의 한 분야인 의료기기산업은 기술집약형 융합산업이고 기술발전에 따라 점차 복잡해지고 다양화되는 추세로 보인다.

고령화 사회의 확산, 정형외과 및 치과 질환 증가 등의 이유로 정형외과 및 치과용 임플란트는 점점 수요가 증가하여 관련 산업은 양호한 성장세를 보이고 있다.

특히 국내의 경우는 급격한 고령화로 인해 노화로 장기가 기능을 잃어가는 비율이 점차 늘어 관련 생체재료의 사용이 증가하고 있어 더욱 필요한 분야다.

최근 금속을 생체에 이식하기에는 생체 적합성과 심미성 등 고려할 부분이 많아져 고분자 소재와 세라믹을 기반으로 한 생체용 소재도 많이 개발되고 있다. 하지만 많은 의료 분야에서 세라믹만을 생체에 이식하기에는 내충격성, 연성 및 피로 강도 등의 문제가 있어, 아직 금속 합금이 생체용 소재로 가장 큰 비중을 차지하고 있다.

이와 같은 추세는 당분간 계속 될 것으로 보이는데, 비금속 재질의 생체재료에 비해 공급이나 안정성이 높기 때문에 금속 재질의 생체재료를 대체할 수는 없을 것이라는 게 전문가들의 의견이기도 하다.

산업적으로 보자면, 글로벌 생체용 금속소재 시장은 연평균 9% 이상의 성장률을 보이는 고성장 시장으로 발전 가능성이 매우 큰 시장이다. 특히 국내 의료기기 수출액도 매년 크게 증가하여 2022년 기준 약 10조 원을 수출하고 있어 수출 비중이 매우 높은 시장이라고 할 수 있다.

특히 국내 치과용 임플란트 기업들의 수출액은 2006년953.1만 달러에서 연평균 29.6% 성장해 2023년 7.8억 달러를 기록했다. 국내 임플란트 업체들은 중저가 브랜드에 대한 선호도가 높은 중국, 인도, 대만 등 아시아 신흥국에서 높은 시장 점유율을 보이고 있다.

2) 생체용 금속소재의 산업 현황

치과용 임플란트는 맞춤형 헬스케어 분야에 속하는 기술로 최소 침습적인 절차를 통해 턱뼈에 삽입하는 금속 또는 폴리머 기반 제품이다.

대부분의 치과용 임플란트는 생체에 적합한 티타늄 합금을 이용해 제조되고 있는데, 최근 세라믹의 심미성과 비부식성으로 인해 치과용 임플란트로 지르코늄의 채택이 증가하고 있다.

국내 임플란트 시장의 경우 보험 혜택 적용 연령층 확대 및 치아보험 가입자 수 증가에 따라 전체적으로 시장은 연평균 5%로 성장할 것으로 예상된다.

반면에 국내 시장의 경쟁 심화로 인한 장비, 재료 판매가 하락(해외 판매가 대비 20~30% 낮은 수준) 및 시장 포화 상태로 인해 국내 치과 장비 및 임플란트 업체는 해외 수출에 주력하고 있는 실정이다.

세계 정형외과용 임플란트 시장은 2022년부터 2027년까지 매년 4.2%씩 지속적으로 성장할 것으로 전망되는데, 정형외과용 임플란트 시장의 성장 원인은 고령화 인구 증가, 의료수준 향상, 주요 국가의 보건의료 지원정책 확대 등 다양한 긍정적 요소가 작용할 것으로 예상된다.

세계 정형외과용 임플란트 시장 중 인공관절 시장은 약 40%에 달하며 인공관절 시장에서 인공슬관절 시장 규모는 93억 달러(2019년 기준)로 인공고관절(77억 달러)보다 훨씬 크며 특히 우리나라는 인공슬관절 시장이 인공고관절 시장보다 두 배 이상 크다고 알려져 있다.

현재 3D 프린팅 의료기기는 주로 임플란트 같은 고부가가치형 의료 삽입물 의료기기 안전성과 치료 효과 검증에 매진하였으며 성공적인 임상 결과를 바탕으로 현재 많은 병원들이 3D 프린팅 의료 서비스 도입을 통한 시장 확대를 준비하고 있다.

최근 중앙대학교(서울) 병원은 ‘뇌지주막하 출혈’로 두개골 아래가 심하게 함몰된 60대 여성 환자에게 한국생산기술연구원이 최적의 두께와 강도로 제작한 티타늄 두개골을 활용해 이식수술에 성공하는 등, 국내에서도 금속 3D 프린팅을 이용한 생체기관에 대한 적용 사례가 증가하고 있다.

3) 생체용 금속소재의 시장규모 및 현황

해외 시장조사기관인 MMR(Maximize Market Research)에 따르면 글로벌 금속 임플란트 및 의료용 합금 시장은 2021년 약 25억 달러에서 연평균 약 9.8%로 성장하여 2027년 약 43억 9천만 달러에 이를 것으로 전망되고 있다.

시장 성장 동인으로는 크게 ①고령인구 비중 증가, ②신흥국 중심의 중산층 소비력 향상에 따른 치과 진료 수요 증가, ③임플란트/교정 시술이 가능한 의사 수 증가 등으로 판단된다.

중국 및 인도 등 신흥국 시장은 연평균 20% 이상 가파르게 성장하고 있는데, 이는 ①경제성장에 따른 중산층 소득 증가로 인한 치아 관리에 대한 수요증가, ②신규 치과 병원 및 의사 수의 증가에 기인하고 있다.

시장 조사 기관 Fortune Business Insights 자료에 의하면, 글로벌 치과용 임플란트 시장은 2022년 41.5억 달러에서 연평균 6.7% 성장해 2030년 69.5억 달러 규모를 기록할 것으로 전망된다.

치아는 신체 부위이기에 노화가 진행됨에 따라 결손 치아가 증가하는데, 급속한 고령화 추세로 인해 치아 상실 인구가 증가하고 있기 때문이다.

UN 자료에 의하면 전 세계적으로 고령화가 가속화되어 전 세계 65세 이상 인구 비율은 2022년 9.8%에서 2030년 11.7%, 2050년 16.4%로 상승할 것으로 전망되며, 이는 보철 치료에 대한 수요 증가를 의미한다.

연구개발특구진흥재단에 따르면, 생체용 금속소재의 대표적 전방산업인 국내 치과용 임플란트 시장은 2021년 약 7,800억 원에서 연평균 8.3%로 성장하여 2027년에는 약 1조 2,597억 원에 이를 것으로 전망된다.

국내 의료기기 수출실적 상위 품목 기준으로 볼 때 검사 시약이나 진단장치와 임플란트가 우위를 차지하고 있다.

고위험성 감염체 면역검사 시약 수출액은 약 3조 338억 원으로 1위를 차지하였으며 치과용 임플란트 고정체가 4,145억 원 이상으로 수출액 5위에 위치(치과용 임플란트의 2021년 생산 실적은 2020년 대비 45.7% 증가한 1조 9,966억 원)해 있다. 치과용 임플란트 상부 구조물은 수출 실적 9위를 차지했다.

개인 맞춤형 약물 전달 시스템(Drug Delivery System)은 인간 또는 동물에서 치료 효과를 얻기 위한 약물이나 약제 및 생체 이물의 투여 방법 또는 공정을 의미한다.

특히 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능을 극대화하기 위하여 필요한 양의 약물을 효율적으로 전달할 수 있도록 제형을 설계하여 약물치료를 최적화하는 기술을 총칭한다.

인체의 필요 부위에 약물이 선택적으로 작용될 수 있도록 함으로써 약물의 부작용을 줄이고 효능ㆍ효과를 극대화하는 약물 제형의 설계 기술 포함하기도 한다.

개인 맞춤형 약물 전달 시스템은 약물 유효성을 극대화하며 투여 편이성을 증대시킬 수 있도록 패치제, 나노 캡슐제, 서방형 정제, 주사제 등과 같이 약물전달을 위한 투여 제형을 설계하는 분야다.

중소벤처기업부의 ‘개인 맞춤형 약물 전달 시스템’ 분야의 기술로드맵 보고서를 바탕으로 관련 정보를 정리했다.

1) 개인 맞춤형 약물 전달 시스템의 필요성

개인 맞춤형 약물 전달 시스템은 약물 전달의 최적화를 목적으로 생체 내 작용 부위에서 활성인 약물을 선택적으로 ‘필요한 부위에, 필요한 농도로, 필요한 기간’이 유지되도록 설계되어 유효성, 안전성, 신뢰성이 높고 약물효과가 좋다.

해당 기술은 약물의 농도가 치료효과 범위 내에서 지속 유지되고 질환 부위에 효율적으로 전달함은 물론 그것을 조절하는 역할을 통해 약물의 부작용을 줄이고 약물에 대한 환자의 순응도를 높이며 효능 및 효과를 극대화할 수 있도록 제형화가 가능해 별도 특허가 가능한 신약 기술이다.

또한 개인 맞춤형 약물 전달 시스템 개발은 질병을 효과적이고 경제적으로 치료를 할 수 있게 함으로써 전 세계적인 고령화 시대에서 각종 질환으로 인해 발생하는 사회적 비용을 줄일 수 있는 중요한 역할을 담당할 수 있다.

IT, BT, NT 등 여러 분야 기술들이 접목된 융합기술(Convergence Technology)이며 최근에는 가장 중요한 R&D의 첨단역할을 하는 나노기술(NT)을 접목시킨 나노의약품 등 새로운 의약품의 개발 가능성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

여기에 더해 약물전달 기술 기반 산업은 건강관리 비용의 증가로 인해 직접적으로 이익을 창출할 것으로 보인다.

2) 개인 맞춤형 약물 전달 시스템의 산업 현황

최근 들어 3D 프린팅을 이용해 개인 맞춤형 약물 전달 시스템을 개발하려는 다양한 시도가 이루어지고 있는데, 3D 프린팅은 정교하고 복잡한 기하학적 구조의 제작을 통하여 방출 특성 조절 및 약물의 용량 조절이 쉬운 장점과 함께 2가지 이상의 약물을 동시에 사용하는 병용요법(Combination Therapy)을 위한 제형의 제작에도 적용이 가능한 기법이다.

특히 3D 프린팅 기술은 최근 각광받고 있는 개인 맞춤형 의학에 적합한 개인 맞춤형 약물 전달 시스템의 제작에 매우 유용한 수단을 제공하기도 한다.

아밀로이드 베타 펩타이드와 면역관용 약물인 라파마이신이 함께 지질 나노입자에 탑재된 백신을 알츠하이머병, 치매, 관절염 질환 등에 적용해 백신제로서의 치료법을 제시하기도 했는데, 기존 항체치료제에 비해 안전성, 치료효과, 비용 측면에서 장점이 있을 것으로 기대 받고 있다.

특히 이 치료백신은 알츠하이머병에 대한 효과적인 치료법을 제시해 알츠하이머병에 의한 사회적 비용을 크게 절감하고 알츠하이머병 환자 삶의 질을 크게 향상시키는 효과가 있을 것으로 전망하고 있다.

최근에는 약물전달 장치도 많은 각광을 받고 있는데 임플란트 디바이스와 마이크로니들(microneedle)이 대표적이다.

임플란트 디바이스는 체내 이식이 가능한 약물을 탐지할 수 있으며 마이크로니들은 피부를 통해 약물을 원하는 부위에 전달이 가능하며 이러한 약물전달디바이스는 외부의 통신을 통해 원하는 비율로 약물이 방출되게 할 수 있는 장점도 있어 융복합 기술이 적용된 다양한 플랫폼이 개발 중에 있다.

3) 개인 맞춤형 약물 전달 시스템의 시장 규모 및 현황

Noval Advisor에 따르면, 세계 개인 맞춤형 약물 전달 시스템 시장은 2021년 약 1조 6,579억 달러에서 연평균 5.9%로 성장하여 2027년 약 2조 3,384억 8천만 달러에 이를 것으로 전망하고 있다.

또 다른 시장조사 기관인 markets and markets에 따르면, 2020년 1조 4,305억 원에서 2025년까지 7.1%의 높은 연평균 성장률을 보이며, 2조 153억 달러에 이를 것으로 전망하고 있다.

이와 같은 발전은 만성질환 유병율의 증가, 생물학제제 시장의 성장과 새로운 제품 출시의 발전이 본 시장의 주요 성장 요인으로 볼 수 있으며, 최근 전 세계적인 코로나 바이러스 감염증에 의해 감염질환 의약품에 대한 수요가 크게 증가한 영향이 있다.

전 세계적으로 약물 전달 시장은 여러 조각으로 나뉘어 있어 다양한 업체들이 경쟁하고 있으며, Johnson & Johnson, Inc. (US), F. Hoffman-La Roche (Switzerland), Merck & Co., Inc. (US), Bayer AG (Germany), Pfizer, Inc. (US), Novartis AG (Switzerland), 3M Company (US), Becton, Dickinson and Company (US), GlaxoSmithKline plc, (UK), Sanofi (France), 그리고 Antares Pharma, Inc. (US)이 본 시장을 이끄는 주요 업체로 알려져 있다.

한국IR협의회 자료에 따르면, 국내 개인 맞춤형 약물 전달 시스템 시장은 2021년 약 6,733억 원에서 연평균 7.8%로 성장하여 2027년 약 1조 566억 원에 이를 것으로 전망되고 있다.

개인 맞춤형 약물 전달 시스템은 생물학적 제제 뿐만 아니라 다른 획기적인 치료제 분야에 초점이 맞춰짐에 따라 다양한 치료제 분야에 적용되고 있으며 경구 약물전달에서부터 흡입형 약물전달, 경피 약물전달, 안구 내 약물전달, 비강 흡입형 약물전달, 약물전달용 임플란트 등 약물전달 기술 부문의 모든 세부 분야들이 지속적으로 성장할 것으로 보고 있다.

선진국 대비 70~80% 수준의 기술력을 확보하였지만 고도의 기술집약적 연구기반이 필요한 바이오의약품을 위한 맞춤형 DDS 기술개발에 대한 연구개발 기반은 아직 미흡한 상황으로 볼 수 있다.

하지만 국내에서도 최근 나노 또는 마이크로입자 제조기술, 하이드로겔, 리포좀제조기술, 표적지향 기술, 상기 기술의 융합기술 등 다양한 기술개발 및 제품 개발을 통해 시장 확대가 예상되고 있다.

돌봄로봇은 스스로 일상을 유지하는 활동이 어려운 고령자나 장애인 등에게 신체적·정신적 도움을 제공하는 로봇 또는 로봇 기술이 적용된 기기를 뜻한다.

돌봄 로봇은 특히 노인, 환자, 아이의 이승 지원, 배설 보조 등 신체 활동이 어려운 사람들의 물리적 활동을 보조하는 역할을 감당한다.

최근에는 신체 보조 지원 기능 외에도 인간과 상호작용이 가능한 돌봄 로봇이 개발되고 있어, 장애인·노인의 정신적인 도움을 제공하기도 한다.

1) 고령화로 인한 돌봄 로봇의 필요성

고령화 사회가 빠르게 진행되면서 돌봄이 필요한 사람이 증가하는 반면 돌봄제공자가 감소하고 있다.

더불어 생산가능인구 감소는 고령 인구 증가와 맞물려 부양인구비가 지속적으로 늘어나는 상황이다.

이에 돌봄 로봇은 부양비용을 절감하는 효율적인 부양 방법으로 평가된다.

이러한 이유로 돌봄 분야에서도 로봇기술 등 4차 산업혁명 기반 첨단기술의 접목 필요성이 커지면서 돌봄로봇 시장이 지속 성장할 것으로 전망되고 있는 것이다.

부양인구비는 ’18년 37.1명에서 ’24년 42.5명으로 증가하며 저출산 기조와 맞물려 부담이 늘어나는 중이다.

노인 인구 증가는 특히 노인복지와 긴밀하게 연결되어 있으며, 신체적·정신적으로 일상생활에 제약이 있는 노인의 증가로 인해 돌봄 서비스의 수요 증가가 예상된다.

최근에는 노인 부양에 대한 책임을 가족뿐 아니라, 정부와 사회가 함께 져야 한다는 의견이 지배적이다.

그렇기 때문에, 국가 차원에서는 돌봄 로봇을 효율적인 부양대책으로 평가하는 것이다.
(부모 부양을 가족·정부·사회가 져야 한다는 의견: ’10년 37.8% → ’20년 49.9%)

2) 돌봄 로봇 산업 현황

디지털 기술의 발전과 로봇 도입 확산 분위기는 돌봄 로봇에 대한 거부감을 완화하고 이를 활용한 시장 활성화의 기반이 된다.

의료 부문은 규제의 벽이 높은 부문이지만 최근에는 대규모 재활센터를 중심으로 로봇공학을 적극적으로 활용하고자 하는 움직임이 두드러지고 있다.

탄탄한 경제력을 갖춘 액티브 시니어들은 과거 시니어 세대와는 다른 소비행태를 보인다.

특히 보건의료분야에 대한 이들의 높은 지출은 향후 돌봄로봇에 대한 수요와 직결되어 관련 시장이 크게 성장할 것으로 기대되고 있다.

이들은 경제력을 기반으로 질 높은 노후에 대한 지출을 늘려가고 있다.

이로 인해 시니어들의 필수지출 영역인 보건의료 분야에서 돌봄 로봇과 관련한 시장 수요가 점차 증가할 것으로 예상되는 것은 당연하다.

최종 사용자 중 병원이 돌봄 로봇 활용에서 큰 비중을 차지하고 있으며 향후 요양원, 가정 등으로 점차 확산될 것으로 전망할 수 있다.

인공지능 기술의 고도화로 인해 로봇 기술력을 보유한 중소기업이 수준 높은 돌봄 로봇을 개발 및 신규시장을 창출할 수 있는 기반이 마련되고 있다.

국내의 경우 과거 로봇 기술력이 있는 중소기업들이 인접기술의 한계로 새로운 시장을 열지 못해 매출실적이 매우 저조했었다.

반면에 최근에는 인공지능에 관련된 주요 선진국들의 거대 IT 기업과 핵심 기술력을 갖춘 연구그룹 중소기업의 기술력이 강화되고 있다.

이에 고도화된 돌봄 로봇을 개발하는 업체들이 등장하여 관련 시장경쟁이 강화될 것으로 예상할 수 있다.

3) 해외 시장 규모 및 현황

전 세계는 노인의료비 지출을 줄이기 위해 다양한 방법을 모색 중이다.

중증장애인, 노인환자, 경증치매환자, 독거노인 등의 일상을 보조하는 돌봄로봇은 일본과 유럽 등에서 선도적으로 개발 중이다.

특히 인공지능·원격서비스·로봇기술 등을 활용한 돌봄로봇이 속속 개발되고 있다.

‘Future Market Insights’에 따르면 ’21년 19억 달러였던 돌봄 로봇 세계시장 규모는 연평균 18.00%의 성장률로 ’27년 51억 2,000만 달러로 성장 전망된다.

글로벌 시장조사기관 리서치앤마켓(Research and Markets)에서는 2023년 전 세계 반려 로봇 시장 가치가 114억4000만 달러에 달했으며, 2030년까지 연평균 25.7%의 성장률로 566억9000만 달러에 이를 것으로 전망했다.

이러한 급격한 시장 성장은 돌봄 인력 부족, 기술 발전, 1인 가구와 고령화 사회의 증가와 같은 사회적 현상에 의해 촉진되고 있다.

특히 2025년이면 37만명의 돌봄 인력이 부족할 것으로 예상되는 일본이 특히 적극적이다.

일본이 개발한 돌봄로봇 ‘파로(PARO)’는 경증치매환자, 자폐스펙트럼환자, 암환자 등의 소통·보행능력 향상 등 치료효과를 인정받아 미국 FDA 승인을 받은 바 있다.

4) 국내시장 규모 및 현황

우리나라는 2024년 노인인구 1천만, 2025년에는 65세 이상 노인인구가 20%를 넘는 초고령사회 진입을 앞두고 있다.

이로 인해 노인의료비는 2022년 40조에서 2030년 90조원을 돌파할 것으로 예상되면서 건강보험에 적신호가 켜지고 있다.

우리나라는 안타깝게도 돌봄로봇 분야에서는 후발주자다.

주로 2020년부터 개발을 시작했으며 ▲이승(환자를 들어 올림)·이송 ▲자세전환 ▲배설 ▲식사 ▲인공지능 등의 돌봄로봇을 개발 중이다.

국가적으로는 국립재활원에서 돌봄로봇 기술을 바탕으로 생활밀착형 돌봄로봇 확산을 위한 기반 조성, 돌봄환경 개선 등을 위해 돌봄로봇 서비스모델 개발, 중개연구, 제도연계를 고려한 연구개발을 수행하고 있는 중이다.

연구개발특구진흥재단에 따르면 ’21년 4,512만 달러였던 돌봄 로봇 국내시장 규모는 연평균 24.54%의 성장률로 ’27년 1억 6,834만 달러로 성장 전망하고 있다.

이는 돌봄 로봇의 국내 시장 규모는 ’19년의 시장 규모와 연평균 성장률 값을 근거로 추산한 것이다.

국가역량 관점에서 우리나라의 로봇산업 경쟁력이 일본, 독일, 미국, 스위스에 이어서 세계 5위 수준이나, 주로 제조 로봇 중심이라는 것이 특징이다.

다만 점차적으로 돌봄로봇과 같은 서비스 로봇으로 그 경쟁력이 옮겨가고 있는 추세이기도 하다.

이와 같은 기술역량과 필요성에 의해 돌봄로봇 시장은 급격히 성장할 것으로 예측된다.

시장현황 조사는 계획서 작성을 위한 참고 자료로, 필요하신 경우 검토 후에 사용하시기 바랍니다.

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뿌리기술은 제조업 전반에 걸쳐 활용되는 기반 공정기술과 더불어 제조업의 미래 성장 발전에 핵심적인차세대 공정기술을 더해 2024년 1월 현재 총 14개의 기술로 이루어져 있다.

금형은 그중 하나로, 전기, 전자 제품을 비롯하여 자동차, 철도, 선박, 항공기 등의 수송기계, 반도체, 통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 농업, 건축용 기기, 완구 등을 제조하는데 필수적으로 이용되는 뿌리산업이라고 할 수 있다.

다양한 금형 기술의 개발은 정부과제에서도 쉽게 찾아볼 수 있어, 계획서 작성이 자주 있을 것으로 생각된다.

필자 역시 관련 과제를 여러 차례 진행한 경험이 있어 시장현황을 간단하게 정리했다.

1) 금형산업의 수출입 동향

한국금형공업협동조합에 따르면 국내 금형산업은 세계 최고 수준으로 2021년 기준 23억 2000만 달러로 7년째 세계 2위를 차지하고 있다. 

한국은 독일, 일본, 미국, 중국 등과 어깨를 나란히 하는 세계 5대 금형 생산국이며, 부품소재 산업 중 매년 흑자를 유지하고 있는 유일한 품목이라고 할 수 있다.

금형이 수출액 기준으로 2021년도에 비해 2022년에는 15.6% 감소하면서 금형 수출액은 19억 5,505만 달러를 기록하면서 20억 달러 수출 달성에 못 미쳤다. 반면 2023년 1분기의 금형 수출액은 다시 증가 추세로 돌아섰다.

2) 국내 금형산업 현황

국가뿌리산업진흥센에 따르면 2022년 기준 국내에는 약 8,212여 개의 금형 관련 사업체가 운영 중이다. 

이 중에서 300억 이상의 매출을 확보한 기업의 수도 약 85 개에 이르는데, 이 업체군의 수출 비중도 약 65%로 전체 금형산업 수출액의 절반 이상을 차지하고 있다.

2022년 7.8만여명의 종사자가 존재한다.

매출액의 약 78.8%가 자동차, 전자, 기계 등 주요 3대 산업에서 발생하며, 타 업종 대비 자동차 산업 비중이 높은 것으로 조사되었다.

3) 세계 금형산업 시장규모 및 현황

Global Information에 따르면 산업용 금형의 세계 시장은 2022년 236억 2,000만 달러에서 2023년에는 253억 6,000만 달러에 달하고, CAGR 7.4%를 나타낼 전망이다.

러시아-우크라이나 전쟁은 적어도 단기적으로는 코로나19 팬데믹으로 인한 글로벌 경제 회복의 기회를 방해했다고 판단이 되고 있다.

이 두 나라 간의 전쟁은 금형뿐 아니라, 여러 국가에 대한 경제 제재, 상품 가격 상승, 공급망 혼란을 초래하여 제품 및 서비스 전반에 인플레이션을 일으켜 세계 많은 시장에 영향을 미치고 있다.

산업용 금형 시장은 2027년까지 CAGR 6.2%로 성장하여 322억 9,000만 달러에 달할 것으로 예상된다.

4) 국내 금형산업 시장의 해외진출 전략

세계적으로 가장 많은 금형을 생산하는 국가는 중국으로, 국내 관련 산업의 주 경쟁 국가는 중국이라고 할 수 있다.

Kotra에 따르면 한국에서 금형을 생산할 경우 고객이 기대할 수 있는 부분이 가격 측면의 부분에 대한 이점은 그리 크지 않다는 의견이다.

중국의 금형 제작 업체가 세계적으로 진출해 있고, 기술적으로 아주 높은 수준에 도달해 있으며, 가격 측면으로도 한국의 업체들에 비해 상당히 저렴한 것이 사실이다.

다만, 평균적인 제작처의 능력과 수준을 전제로 하면 아직은 많은 중국 업체를 신뢰하기에는 무리가 있다. 다른 말로 하면 금형은 어디에서 제작하는 보다는 어느 업체에서 제작하느냐에 따라 그 품질이 달라진다고 할 수 있다.

이런 이유로 중국의 수준 높은 업체들의 가격은 한국과 동일하며 때에 따라서는 오히려 더 비싼 경우도 있다.

한국은 가격 측면의 경쟁력은 중국에 비해 다소 떨어질 수 있으나 업체에 따라 달라지는 품질은 평균적으로 비슷한 수준으로 중국의 최고가 업체와 최저가 업체의 사이에서 발생하는 큰 차이는 없다.

그리고 제작 전반에 걸친 가공, 원자재, 부품, 주물 등의 품질은 대체로 상대적으로 저렴한 중국보다 높은 품질 수준을 유지한다는 것이 장점이다.

시장현황 조사는 계획서 작성을 위한 참고 자료로, 필요하신 경우 검토 후에 사용하시기 바랍니다.

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