2025년 마이크로유체 장기-온-칩 제작: 약물 발견 및 질병 모델링의 혁신 가속화. 생물 의학 연구의 다음 시대를 형성하는 시장 힘과 기술을 탐구합니다.

요약: 2025년 시장 전망 및 주요 동인
기술 개요: 마이크로유체 장기-온-칩 제작 방법
현재 시장 규모 및 2025–2030 성장 전망 (CAGR: ~18–22%)
주요 플레이어 및 산업 협력 (예: emulatortx.com, cn-bio.com, darpamilitary.com)
신규 응용 분야: 약물 스크리닝, 독성학 및 개인 맞춤형 의학
재료 혁신 및 제조 발전
규제 환경 및 표준화 노력 (예: fda.gov, iso.org)
투자 동향 및 자금 조달 환경
도전 과제: 확장성, 재현성 및 통합
미래 전망: 차세대 플랫폼 및 2030년까지의 시장 기회
출처 및 참고 문헌

요약: 2025년 시장 전망 및 주요 동인

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작 분야는 2025년에 상당한 성장을 할 것으로 예상되며, 이는 고급 전임상 모델에 대한 수요 증가, 규제 추진력, 기술 혁신에 기인합니다. 살아있는 세포를 마이크로 엔지니어링된 환경에 통합한 장기-온-칩 장치는 약물 발견, 독성 테스트 및 질병 모델링을 위한 혁신적인 도구로 점점 더 인식되고 있습니다. 2025년의 시장 전망은 생물 의학 연구 및 제약 개발의 풍경을 재편하는 과학적, 산업적, 규제적 동인의 융합을 반영합니다.

주요 산업 플레이어들은 증가하는 수요를 충족하기 위해 제조 능력과 제품 포트폴리오를 확장하고 있습니다. Emulate, Inc.는 이 분야의 선구자로서 간, 폐 및 장 모델에 중점을 두고 인간 관련 장기 칩 제품군을 지속적으로 발전시키고 있습니다. 주요 제약 회사 및 규제 기관과의 파트너십은 OoC 플랫폼이 전통적인 동물 테스트의 대안으로서 점점 더 수용되고 있음을 강조합니다. 유사하게, MIMETAS는 고속, 다중화된 장기-온-칩 분석을 가능하게 하는 OrganoPlate® 플랫폼을 확장하고 있으며, 글로벌 약물 개발자들과 협력하여 채택을 가속화하고 있습니다.

제조 혁신은 2025년의 중심 동력으로, 기업들이 확장 가능하고 재현 가능한 마이크로 제작 기술에 투자하고 있습니다. 소프트 리소그래피, 3D 프린팅, 사출 성형의 발전은 더 복잡하고 생리학적으로 관련된 칩을 낮은 비용과 높은 처리량으로 생산할 수 있게 하고 있습니다. TissUse GmbH는 시스템 연구를 위한 상호 연결된 조직 모델을 허용하는 다중 장기 칩 시스템으로 주목받고 있으며, 다중 장기 통합을 지원하기 위해 제작 능력을 확장하고 있습니다. 한편, CN Bio는 대사 및 독성 연구를 위한 간 및 장 모델에 중점을 두고 단일 및 다중 장기 마이크로유체 플랫폼에 집중하고 있습니다.

규제 기관들은 OoC 기술을 점점 더 지원하고 있습니다. 미국 식품의약국(FDA)은 규제 제출을 위한 장기-온-칩 모델을 평가하기 위해 업계 리더들과 협력하고 있으며, 이는 약물 안전성 및 효능 테스트에서의 더 넓은 수용으로의 전환을 나타냅니다. 이러한 규제 추진력은 시장 채택을 가속화하고 제작 인프라에 대한 추가 투자를 이끌 것으로 예상됩니다.

앞을 내다보면, 이 분야는 약물 개발 및 개인 맞춤형 의학에서 더 예측 가능한 인간 관련 모델에 대한 필요에 의해 2025년과 그 이후에도 지속적인 성장을 할 것으로 예상됩니다. 전략적 파트너십, 마이크로 제작 기술의 기술 발전, 그리고 지원적인 규제 프레임워크가 시장을 형성하는 주요 동력이 될 것입니다. 장기-온-칩 제작이 성숙해짐에 따라, 이 산업은 표준화, 자동화 및 디지털 건강 기술과의 통합이 증가할 것으로 보이며, 생물 의학 연구 및 건강 관리 전반에 걸쳐 그 영향을 더욱 확장할 것입니다.

기술 개요: 마이크로유체 장기-온-칩 제작 방법

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작 기술은 인간 장기 기능을 미니어처 규모로 복제하기 위해 고급 마이크로 엔지니어링, 생체 재료 및 세포 배양 기술을 통합하면서 빠르게 발전하고 있습니다. 2025년 현재, 이 분야는 전통적인 소프트 리소그래피, 3D 프린팅 및 새로운 하이브리드 제조 접근 방식의 융합으로 특징지어지며, 각 접근 방식은 장치 복잡성, 확장성 및 생물학적 충실성에 대한 고유한 장점을 제공합니다.

소프트 리소그래피, 특히 폴리(dimethylsiloxane) (PDMS)를 사용하는 방법은 프로토타입 제작 및 소량 생산을 위한 기초적인 방법으로 남아 있습니다. PDMS는 광학 투명성, 가스 투과성 및 성형 용이성으로 인해 선호되며, 마이크로채널 설계의 빠른 반복을 가능하게 합니다. 그러나 소분자 흡수 및 제한된 확장성과 같은 문제로 인해 대체 재료 및 방법에 대한 탐색이 촉진되고 있습니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 기업들은 상업적 규모의 OoC 플랫폼을 지원하기 위해 각각 PDMS 기반 및 열가소성 기반 제작을 정제하고 있습니다. Emulate, Inc.는 통합된 유연한 막을 가진 독점 마이크로유체 칩을 활용하고, MIMETAS는 고속 스크리닝에 적합한 사출 성형된 마이크로유체 플레이트를 사용하고 있습니다.

3D 프린팅, 특히 스테레오리소그래피(SLA) 및 이차 광자 중합은 고해상도로 복잡한 다중 재료 구조를 생성할 수 있는 능력 덕분에 주목받고 있습니다. 이는 복잡한 혈관 네트워크와 구획화된 조직 환경을 가진 칩 제작을 가능하게 합니다. TissUse GmbH와 CN Bio Innovations는 각각 다중 장기 및 간-온-칩 시스템에서 3D 프린팅 및 고급 마이크로 제작을 통합하는 데 주목받고 있습니다. 이러한 접근 방식은 센서, 밸브 및 기타 기능 요소를 칩 아키텍처에 직접 포함시켜 실시간 모니터링 및 자동화를 향상시킵니다.

하이브리드 제작 방법이 출현하고 있으며, 소프트 리소그래피, 레이저 미세 가공 및 3D 프린팅을 결합하여 개별 기술의 한계를 극복하고 있습니다. 예를 들어, 순환 올레핀 공중합체(COC) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 열가소성 재료는 화학 저항성과 사출 성형을 통한 대량 생산에 적합성 덕분에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. ibidi GmbH와 Microfluidic ChipShop GmbH는 이러한 재료를 강력하고 재현 가능하며 확장 가능한 OoC 장치에 사용하기 위해 발전하고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 자동화된 제조, 표준화된 인터페이스 및 내장된 바이오센서의 통합이 예상되며, 이는 장치 제조업체, 제약 회사 및 규제 기관 간의 협력에 의해 추진될 것입니다. 처리량, 재현성 및 규제 수용을 높이기 위한 추진은 열가소성 및 하이브리드 제작 방법의 채택을 가속화할 것으로 보이며, Emulate, Inc., MIMETAS 및 ibidi GmbH와 같은 선도적인 기업들이 이 기술 진화의 최전선에 있습니다.

현재 시장 규모 및 2025–2030 성장 전망 (CAGR: ~18–22%)

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작의 글로벌 시장은 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링에서 고급 인 비트로 모델에 대한 수요 증가로 인해 강력한 성장을 경험하고 있습니다. 2025년 현재, 시장 규모는 수억 달러에 이를 것으로 추정되며, 2030년까지 약 18–22%의 복합 연간 성장률(CAGR)이 예상됩니다. 이러한 확장은 마이크로 엔지니어링, 세포 생물학 및 재료 과학의 융합에 의해 촉진되어, 전통적인 세포 배양 또는 동물 모델보다 인간 장기 기능을 더 정확하게 복제할 수 있는 생리학적으로 관련된 조직 모델을 생성할 수 있게 합니다.

주요 산업 플레이어들은 마이크로유체 OoC 플랫폼의 확장성, 재현성 및 통합을 향상시키기 위해 연구 및 개발에 많은 투자를 하고 있습니다. Emulate, Inc.는 이 분야의 선구자로서, 제약 회사 및 규제 기관과 협력하여 이 시스템을 전임상 테스트를 위한 검증을 확대하고 있습니다. MIMETAS는 고속 스크리닝 및 복잡한 조직 모델링을 가능하게 하는 OrganoPlate® 플랫폼을 제공하는 또 다른 주요 혁신 기업입니다. TissUse GmbH는 다중 장기 칩 시스템을 발전시켜, 보다 포괄적인 약물 평가를 위한 시스템 상호작용을 시뮬레이션하는 것을 목표로 하고 있습니다.

이 시장은 또한 기존 생명 과학 도구 제공업체의 참여가 증가하고 있습니다. Corning Incorporated와 Thermo Fisher Scientific는 장기-온-칩 연구를 지원하기 위해 마이크로유체 및 세포 배양 포트폴리오를 확장하고 있으며, 필수 재료, 소모품 및 기기를 제공하고 있습니다. 이러한 기업들은 글로벌 유통 네트워크와 제조 능력을 활용하여 학계, 생명공학 및 제약 부문에서 증가하는 수요를 충족하고 있습니다.

지리적으로, 북미와 유럽은 생물 의학 연구에 대한 강력한 자금 지원, 지원적인 규제 프레임워크 및 선도적인 기술 개발자의 존재로 인해 현재 시장을 지배하고 있습니다. 그러나 아시아-태평양 지역은 생명 과학에 대한 투자 증가와 새로운 연구 센터의 설립에 의해 향후 5년 동안 가장 빠른 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.

앞을 내다보면, 시장 전망은 매우 긍정적입니다. 규제 과학, 개인 맞춤형 의학 및 안전성 평가에서 장기-온-칩 시스템의 채택이 예상되며, 이는 성장을 더욱 가속화할 것입니다. 산업, 학계 및 정부 기관 간의 지속적인 협력은 이러한 기술의 표준화 및 더 넓은 수용을 촉진할 것으로 보이며, 2030년까지 마이크로유체 장기-온-칩 제작이 생물 의학 연구 및 약물 개발에서 혁신적인 힘으로 자리 잡을 것입니다.

주요 플레이어 및 산업 협력 (예: emulatortx.com, cn-bio.com, darpamilitary.com)

2025년 마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 분야는 기존 생명공학 기업, 혁신적인 스타트업 및 학계 및 정부 기관과의 전략적 협력 간의 역동적인 상호작용으로 특징지어집니다. 이러한 파트너십은 마이크로유체 OoC 기술을 연구 프로토타입에서 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링을 위한 상업적으로 실행 가능한 플랫폼으로 전환하는 것을 가속화하고 있습니다.

가장 두드러진 산업 플레이어 중 하나는 보스턴에 본사를 두고 있는 Emulate, Inc.로, 자동화된 기기 및 소프트웨어와 통합된 마이크로유체 칩을 갖춘 인간 에뮬레이션 시스템으로 인정받고 있습니다. Emulate의 주요 제약 회사 및 규제 기관과의 협력은 간, 폐 및 장 모델을 위한 장기-온-칩 시스템의 상용화에서 리더로 자리매김하게 했습니다. 미국 식품의약국(FDA) 및 기타 이해관계자와의 지속적인 파트너십은 규제 과학 및 전임상 테스트를 위한 OoC 플랫폼의 추가 검증을 기대하게 합니다.

또 다른 주요 플레이어는 영국에 본사를 둔 CN Bio Innovations로, 단일 및 다중 장기 마이크로 생리학 시스템을 전문으로 하고 있습니다. CN Bio의 PhysioMimix 플랫폼은 모듈성과 확장성 덕분에 학계 및 산업 환경에서 널리 채택되고 있습니다. 이 회사는 간-온-칩 및 다중 장기 모델의 적용을 확대하기 위해 제약 대기업 및 연구 기관과 협력하고 있으며, 대사 질환 및 약물 유도 간 손상에 중점을 두고 있습니다.

정부 및 방위 기관도 이 분야에서 활동하고 있습니다. 미국 방위 고등 연구 계획국(DARPA)은 화학 및 생물학적 위협에 대한 인간 생리적 반응을 모델링할 수 있는 통합 장기-온-칩 시스템 개발을 위한 다기관 노력을 자금 지원하고 조정하는 데 중요한 역할을 했습니다. DARPA의 미세 생리학 시스템 프로그램은 학술 연구실, 계약 연구 기관 및 장치 제조업체 간의 협력을 촉진하여 칩 제작 및 시스템 통합의 혁신을 이끌고 있습니다.

기타 주목할 만한 기여자로는 TissUse GmbH (독일)와 MIMETAS (네덜란드)가 있으며, 각각은 시스템 독성 및 질병 모델링을 위한 다중 장기 칩 플랫폼과 고속, 3D 조직 배양을 가능하게 하는 OrganoPlate 플랫폼으로 알려져 있습니다. 두 회사는 제약 및 생명공학 기업과의 파트너십을 통해 질병 모델 및 스크리닝 분석을 공동 개발하고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 마이크로유체 칩 제조업체, 제약 회사 및 규제 기관 간의 통합이 더욱 심화될 것으로 예상됩니다. 표준화 노력, 개방형 혁신 컨소시엄 및 공공-민간 파트너십은 장기-온-칩 기술의 주류 약물 개발 및 안전성 평가 워크플로우에서의 채택을 가속화할 것으로 보입니다.

신규 응용 분야: 약물 스크리닝, 독성학 및 개인 맞춤형 의학

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작은 2025년을 맞이하여 약물 스크리닝, 독성학 및 개인 맞춤형 의학의 풍경을 빠르게 변화시키고 있습니다. 이 마이크로 엔지니어링 장치는 인간 장기의 생리적 기능을 미니어처 규모로 재현하며, 전통적인 세포 배양 및 동물 모델 간의 격차를 메울 수 있는 잠재력을 점점 더 인식받고 있습니다.

최근 몇 년 동안 OoC 플랫폼의 제작 기술 및 상업적 가용성에서 상당한 발전이 있었습니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 기업들은 복잡한 조직 구조와 동적인 유체 흐름을 지원하는 강력하고 확장 가능한 마이크로유체 칩을 개발하는 데 선구적인 역할을 해왔습니다. 예를 들어, Emulate, Inc.의 인간 에뮬레이션 시스템은 주요 제약 회사들에 의해 전임상 약물 테스트에 채택되고 있으며, 장기 특이적 맥락에서 약물 효능 및 독성을 평가할 수 있게 하고 있습니다. 유사하게, MIMETAS의 OrganoPlate® 플랫폼은 통합된 3D 세포 배양 및 관류로 고속 스크리닝을 가능하게 하여 신장 독성, 간 독성 및 신경 독성 테스트에 응용되고 있습니다.

환자 유래 세포를 OoC 장치에 통합하는 것은 2025년의 주요 트렌드로, 개인 맞춤형 의학 응용 분야의 출현을 이끌고 있습니다. 개별 환자로부터 유도된 다능성 줄기 세포(iPSCs)를 사용하여 연구자들은 약물이나 환경 독소에 대한 환자 특이적 반응을 모델링하는 칩을 제작할 수 있습니다. 이 접근 방식은 CN Bio와 같은 기업에 의해 적극적으로 탐색되고 있으며, 이들의 PhysioMimix™ 시스템은 다중 장기 상호작용 및 개인 맞춤형 질병 모델링을 지원하도록 설계되었습니다.

규제 기관들도 주목하고 있습니다. 미국 식품의약국(FDA)은 OoC 개발자들과 협력하여 이러한 플랫폼을 동물 테스트의 대안으로 평가하고 있으며, 새로운 치료제의 예측 가능성과 안전성을 개선하는 것을 목표로 하고 있습니다. FDA의 Emulate, Inc.와 같은 업계 리더와의 협력은 규제 과학에서 마이크로유체 OoC 기술의 점점 더 많은 제도적 수용을 나타냅니다.

앞으로 몇 년 동안 칩 제작의 표준화, 자동화 증가 및 데이터 분석을 위한 인공지능과의 통합이 예상됩니다. 더 많은 제약 및 생명공학 회사들이 이러한 시스템을 채택함에 따라, 마이크로유체 OoC 장치 시장은 강력한 성장세를 보일 것으로 예상되며, 기존 기업과 신규 진입자 모두에서 지속적인 혁신이 이루어질 것입니다. 고급 제작, 환자 특이적 모델링 및 규제 지원의 융합은 마이크로유체 장기-온-칩 기술을 차세대 약물 발견 및 개인 맞춤형 의료의 초석으로 자리매김할 것입니다.

재료 혁신 및 제조 발전

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작 분야는 2025년 현재 생리학적으로 관련성이 높고 확장 가능하며 재현 가능한 인 비트로 모델에 대한 수요에 의해 재료 과학 및 제조 기술에서 빠른 발전을 경험하고 있습니다. 전통적인 폴리(dimethylsiloxane) (PDMS)는 광학적 투명성과 프로토타입 제작의 용이성 덕분에 오랫동안 이 분야를 지배해왔습니다. 그러나 소분자 흡수 및 대량 생산과의 비호환성과 같은 한계로 인해 대체 재료 및 프로세스 개발이 촉진되고 있습니다.

열가소성 재료, 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 및 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 포함하여, 화학 저항성, 생체 적합성 및 고속 제조에 적합성 덕분에 점점 더 많이 선호되고 있습니다. Dolomite Microfluidics와 Emulate, Inc.와 같은 기업들은 이러한 재료를 상업적 OoC 플랫폼에 적극적으로 통합하고 있으며, 사출 성형 및 열압착을 통해 확장 가능한 생산을 가능하게 하고 있습니다. 이러한 방법은 복잡한 구조와 일관된 품질을 가진 칩 제작을 가능하게 하여 제약 및 독성학 응용 분야에 필수적입니다.

최근 몇 년 동안 이차 광자 중합 및 디지털 광 처리와 같은 고급 3D 프린팅 기술이 등장하여 복잡한 마이크로채널 네트워크 및 다중 재료 구조의 생성을 용이하게 하고 있습니다. MIMETAS는 이러한 기술을 활용하여 병렬화된 장기 모델 및 고내용 스크리닝을 지원하는 OrganoPlate® 플랫폼을 개발했습니다. 3D 프린팅의 채택은 해상도, 처리량 및 재료 다양성의 지속적인 개선으로 인해 가속화될 것으로 예상됩니다.

세포 부착을 향상시키고, 세포외 기질을 모방하며, 동적 생화학적 기울기를 가능하게 하기 위해 표면 수정 및 기능화가 중요해지고 있습니다. SynVivo와 같은 기업들은 조직 미세 환경을 더 잘 재현하기 위해 독점 코팅 및 하이드로겔 통합을 도입하고 있습니다. 또한, 생체 모방 및 생분해성 폴리머의 사용도 활발히 탐색되고 있으며, 이는 인 비트로 및 인 비보 조건 간의 격차를 더욱 좁히기 위한 것입니다.

자동화 및 표준화는 제조 환경을 형성하는 주요 트렌드입니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 산업 리더들은 재현성 및 규제 준수를 보장하기 위해 자동화된 조립 라인 및 품질 관리 시스템에 투자하고 있습니다. 2025년 이후의 전망은 재료 공급업체, 장치 제조업체 및 최종 사용자 간의 협력이 증가하여 특정 생물 의학 응용 분야에 맞춘 강력하고 확장 가능하며 맞춤형 차세대 OoC 플랫폼 개발을 촉진할 것으로 보입니다.

규제 환경 및 표준화 노력 (예: fda.gov, iso.org)

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작을 위한 규제 환경 및 표준화 노력은 이러한 기술이 학술 연구에서 상업적 및 임상 응용으로 전환됨에 따라 빠르게 진화하고 있습니다. 2025년에는 규제 기관 및 국제 표준 기구가 OoC 장치의 안전성, 신뢰성 및 재현성을 보장하기 위한 명확한 프레임워크를 수립하는 데 집중하고 있습니다. 이러한 장치는 약물 개발, 독성 테스트 및 질병 모델링에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

미국 식품의약국(FDA)은 OoC 시스템의 규제 제출을 위한 자격과 사용에 대한 지침을 개발하기 위해 이해관계자들과 적극적으로 협력하고 있습니다. FDA의 의약품 평가 및 연구 센터(CDER)는 전임상 약물 평가에서 장기-온-칩 데이터의 유용성을 평가하기 위한 파일럿 프로그램을 시작했으며, 특히 마이크로유체 제작의 일관성과 장치 검증에 중점을 두고 있습니다. 이러한 노력은 향후 몇 년 내에 장치 특성화, 품질 관리 및 데이터 보고를 위한 모범 사례를 설명하는 초안 지침 문서로 귀결될 것으로 예상됩니다.

국제적으로는 국제 표준화 기구 (ISO)가 마이크로유체 및 장기-온-칩 기술에 특별히 맞춘 새로운 표준을 개발하고 있습니다. ISO/TC 276 생명공학 기술 위원회는 산업 리더 및 학술 전문가와 협력하여 마이크로유체 장치의 용어, 성능 지표 및 테스트 방법을 정의하고 있습니다. 이러한 표준은 제작 프로토콜을 조화시키고 서로 다른 제조업체의 구성 요소 간의 상호 운용성을 촉진하는 것을 목표로 하며, 이는 광범위한 채택 및 규제 수용에 매우 중요합니다.

산업 컨소시엄 및 공공-민간 파트너십은 규제 및 표준화 환경을 형성하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 장기-온-칩 플랫폼의 선도적인 개발업체들은 규제 기관과 협력하여 실제 데이터 및 기술 전문 지식을 제공하고 있습니다. 이들 기업은 또한 장치 성능 벤치마킹 및 실험실 간 재현성을 보장하기 위한 참조 자료 및 표준화된 테스트 프로토콜 개발에 기여하고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 마이크로유체 장기-온-칩 제작을 위한 기본적인 규제 지침 및 국제 표준의 발표가 예상됩니다. 이러한 노력은 OoC 시스템의 규제 과학 통합을 가속화하고, 새로운 장치의 승인 프로세스를 간소화하며, 제약 및 생물 의학 연구에서 최종 사용자에 대한 신뢰를 높일 것으로 보입니다. 이 분야가 성숙해짐에 따라, 규제 기관, 산업 및 표준 기구 간의 지속적인 대화가 새로운 도전 과제를 해결하고 이 혁신적인 기술 분야에서의 혁신을 지원하는 데 매우 중요할 것입니다.

투자 동향 및 자금 조달 환경

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작을 위한 투자 환경은 기술이 성숙해지고 약물 발견, 독성학 및 개인 맞춤형 의학에서의 응용이 점점 더 검증됨에 따라 강력한 성장을 경험하고 있습니다. 2025년에는 벤처 자본, 전략적 기업 투자 및 공공 자금이 OoC 플랫폼의 상용화 및 확장을 가속화하기 위해 집중되고 있습니다.

Emulate, Inc., MIMETAS, TissUse GmbH와 같은 주요 산업 플레이어들은 상당한 자금 조달 라운드를 계속해서 유치하고 있으며, 이는 이 분야의 성장 궤도에 대한 투자자 신뢰를 반영합니다. 예를 들어, 장기-온-칩 기술의 선구자인 Emulate, Inc.는 벤처 자본 및 전략적 파트너로부터 여러 차례 자금을 확보했으며, 주요 제약 회사들과의 협력도 포함됩니다. MIMETAS는 OrganoPlate® 플랫폼으로 유명하며, 글로벌 제약 및 생명공학 기업과의 파트너십을 통해 제품 개발 및 시장 침투를 추진하고 있습니다.

미국, EU 및 아시아의 공공 자금 지원 기관들은 동물 테스트의 대안으로서 장기-온-칩 연구를 우선시하고 있으며, 이는 고급 생물 의학 공학 및 동물 테스트 대안에 대한 광범위한 이니셔티브의 일환으로 진행되고 있습니다. 유럽 연합의 Horizon Europe 프로그램과 미국 국립 보건원(NIH)은 OoC 연구를 위한 상당한 보조금을 배정하여 학계-산업 협력 및 번역 프로젝트를 지원하고 있습니다. 이러한 공공 자본의 유입은 2025년과 그 이후에도 계속될 것으로 예상되며, 표준화, 규제 수용 및 데이터 분석을 위한 인공지능과의 통합에 중점을 두고 있습니다.

기업 투자도 증가하고 있으며, 대형 제약 및 생명공학 회사들이 OoC 스타트업에 대한 전략적 동맹이나 직접 투자를 형성하고 있습니다. 이러한 파트너십은 전임상 약물 스크리닝 및 질병 모델링에서 마이크로유체 플랫폼의 채택을 가속화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 예를 들어, Emulate, Inc.는 여러 상위 10개 제약 회사와 협력하고 있으며, MIMETAS와 TissUse GmbH도 유사한 산업 파트너십을 보고하고 있습니다.

앞으로 자금 조달 환경은 역동적으로 유지될 것으로 예상되며, 동물 테스트를 줄이고 번역 연구를 개선하는 데 집중하는 영향력 있는 투자자 및 정부 기관의 관심이 증가할 것입니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 제조 능력의 확장은 추가적인 자본 유입을 유도할 가능성이 높습니다. 규제 프레임워크가 진화하고 검증 연구가 증가함에 따라, 이 분야는 10년대 후반까지 지속적인 투자 모멘텀을 유지할 것으로 보입니다.

도전 과제: 확장성, 재현성 및 통합

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작 분야는 빠르게 발전하고 있지만, 기술이 2025년 및 그 이후에 더 넓은 채택으로 나아가면서 몇 가지 중요한 도전 과제가 남아 있습니다. 이러한 도전 과제 중 가장 중요한 것은 확장성, 재현성 및 기존 실험실 및 산업 워크플로우와의 통합 문제입니다.

확장성은 여전히 중요한 장애물입니다. 폴리(dimethylsiloxane) (PDMS)를 사용하는 전통적인 제작 방법은 프로토타입 제작에 적합하지만, 노동 집약적이며 대량 생산을 위해 확장하기 어렵습니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 기업들은 이를 해결하기 위해 독점 플랫폼을 개발했으며, MIMETAS의 OrganoPlate®는 사출 성형 및 마이크로타이터 플레이트 형식을 활용하여 더 높은 처리량을 가능하게 합니다. 그러나 이러한 발전에도 불구하고 소량 생산에서 산업 규모 제조로의 전환은 품질 관리 및 장치 조립을 포함한 프로세스의 추가 자동화 및 표준화를 필요로 합니다.

재현성 또한 시급한 문제입니다. 장치 제작의 변동성은 일관되지 않은 실험 결과를 초래할 수 있으며, 이는 약물 스크리닝 및 질병 모델링을 위한 OoC 데이터의 신뢰성을 저해합니다. 이를 해결하기 위해 TissUse 및 CN Bio와 같은 기업들은 자동화된 제조 및 엄격한 검증 프로토콜에 투자하고 있습니다. 표준화 노력도 진행 중이며, 산업 그룹 및 컨소시엄은 장치 성능 및 생물학적 판독값에 대한 기준을 정의하기 위해 노력하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 분야는 여전히 보편적으로 수용되는 표준이 부족하며, 플랫폼 간 재현성은 도전 과제로 남아 있습니다.

기존 실험실 인프라 및 데이터 시스템과의 통합은 광범위한 채택을 위해 필수적입니다. 많은 OoC 장치는 유체 처리, 이미징 및 데이터 수집을 위한 특수 장비를 필요로 하며, 이는 표준 실험실 자동화와의 호환성을 제한할 수 있습니다. Emulate, Inc.는 일반 실험실 로봇 및 분석 기기와 인터페이스를 설계한 모듈형 시스템을 개발하고 있으며, MIMETAS는 고내용 스크리닝 플랫폼과 호환되는 형식에 집중하고 있습니다. 이러한 노력에도 불구하고, 특히 제약 및 임상 환경에서의 원활한 통합은 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스의 추가 개발을 필요로 할 것입니다.

앞으로 몇 년 동안 장치 제조업체, 최종 사용자 및 규제 기관 간의 협력이 증가할 것으로 예상됩니다. 재료 과학, 자동화 및 디지털 통합의 발전은 확장성 및 재현성의 개선을 이끌 것으로 예상됩니다. 산업 전반의 표준 수립 및 플러그 앤 플레이 시스템 개발은 마이크로유체 장기-온-칩 기술의 성공적인 상용화 및 일상적 사용에 매우 중요할 것입니다.

미래 전망: 차세대 플랫폼 및 2030년까지의 시장 기회

마이크로유체 장기-온-칩 (OoC) 제작의 미래는 2030년까지 상당한 변화를 예고하고 있으며, 이는 재료 과학, 자동화 및 디지털 기술과의 통합의 발전에 의해 추진되고 있습니다. 2025년 현재, 이 분야는 학술 프로토타입에서 확장 가능하고 산업 등급의 제조로의 전환을 목격하고 있으며, 재현성, 처리량 및 규제 준수에 중점을 두고 있습니다. 이러한 진화는 약물 발견, 독성학 및 개인 맞춤형 의학에서 예측 가능한 전임상 모델에 대한 수요 증가에 의해 촉진되고 있습니다.

주요 산업 플레이어들은 차세대 제작 기술에 투자하고 있습니다. Emulate, Inc.는 독점 마이크로유체 디자인 및 고급 폴리머 재료를 활용하여 생리학적 관련성 및 장치 견고성을 향상시키는 장기-온-칩 플랫폼의 제품군을 지속적으로 확장하고 있습니다. 최근의 제약 회사들과의 협력은 OoC 시스템의 상업적 실행 가능성과 번역 잠재력을 강조합니다. 유사하게, MIMETAS는 고속, 다중화된 조직 모델링을 위해 phaseguide 기반의 마이크로유체를 사용하는 OrganoPlate® 기술을 발전시키고 있으며, 산업 스크리닝 파이프라인에서 점점 더 많이 채택되고 있습니다.

제조 분야에서는 TissUse GmbH가 다중 장기 칩 플랫폼을 선도하고 있으며, 단일 마이크로유체 회로 내에 여러 조직 유형을 통합하고 있습니다. 이 접근 방식은 미국 FDA와 같은 규제 기관이 안전성 및 효능 테스트를 위한 대체 모델에 대한 개방성을 신호함에 따라 주목받을 것으로 예상됩니다. 표준화 및 자동화에 대한 추진도 분명히 나타나고 있으며, Axolotl Biologix와 같은 기업들이 다양한 연구 요구를 위한 신속한 프로토타입 제작 및 맞춤화를 촉진하는 모듈형, 플러그 앤 플레이 시스템을 개발하고 있습니다.

재료 혁신은 여전히 중심 포인트로 남아 있으며, 전통적인 폴리(dimethylsiloxane) (PDMS)에서 열가소성 및 하이브리드 폴리머로의 전환이 이루어지고 있습니다. 이러한 전환은 개선된 확장성, 화학 저항성 및 사출 성형과 같은 대량 생산 기술과의 호환성을 제공합니다. 이러한 변화는 비용을 낮추고 연구 및 임상 환경에서의 더 넓은 채택을 가능하게 할 것입니다. 게다가, 센서, 실시간 이미징 및 AI 기반 분석의 통합은 OoC 플랫폼을 스마트하고 데이터가 풍부한 시스템으로 변모시켜 장기 연구 및 고내용 스크리닝을 지원할 것으로 예상됩니다.

2030년을 내다보면, 마이크로유체 장기-온-칩 제작 시장은 제약 연구 및 개발을 넘어 환경 모니터링, 식품 안전 및 개인 맞춤형 진단으로 확대될 것으로 예상됩니다. 장치 제조업체, 제약 회사 및 규제 기관 간의 전략적 파트너십은 검증 프레임워크를 수립하고 시장 진입을 가속화하는 데 중요할 것입니다. 기술이 성숙해짐에 따라, 마이크로유체, 조직 공학 및 디지털 건강의 융합은 전임상 연구를 재정의하고 새로운 상업적 경계를 열 것으로 설정되어 있습니다.