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[이데일리 송영두 기자] 약 3년전 국내 반도체 업계는 발칵 뒤집어졌다. 일본 정부가 반도체 핵심 소재 한국 수출 규제 조치를 발표했기 때문이다. 수출 규제 품목들은 극자외선 포토레지스트, 불화수소, 폴리이미드 등이었다.국내 기업들은 이들 품목에 대해 각각 92%, 44%, 94%를 일본 제품에 의존하고 있었다. 반도체 기술은 세계적인 수준이었지만 반도체 소재 분야 원천기술 확보를 등한시한 결과였다.

최근 국내 바이오 업계에서도 이 같은 우려가 커지고 있다. 한국은 바이오시밀러, 바이오의약품 위탁개발생산(CDMO) 분야 등에서 글로벌 수준의 기술력과 생산 규모로 세계 시장에서 주목받고 있다. 하지만 이들 제품을 개발, 생산하기 위해 필요한 소부장(소재·부품·장비) 분야는 해외 기업들이 장악하고 있는 실정이다. 국내 바이오 기업들은 원부자재 90% 이상을 수입하고 있다. 장비 국산화율은 16%에 불과하다. 시장을 장악한 미국과 유럽 기업 또는 정부들이 자국 이익을 위해 일본과 같이 수출 규제에 나선다면 국내 바이오산업 자체가 멈출 수밖에 없다는 게 업계 중론이다.

이런 악조건속에서도 바이오 소부장 분야에서 20년간 묵묵히 기술 개발에 나서 세포배양에 꼭 필요한 세포배양기를 국산 기술로 개발한 기업이 있다. 그동안 정부는 물론 바이오 업계 내에서조차 눈여겨보지 않았지만, 글로벌 기업들의 기술력을 뛰어넘는 제품을 상용화했다. K-바이오 산업 경쟁력 제고와 글로벌 도약의 마중물이 되고 있는 현장을 이데일리가 직접 다녀왔다.

마이크로디지탈 공정개발실에 나열돼 있는 자동 일회용 세포배양기 ‘셀빅’.(사진=송영두 기자)

지난2일 바이오 프로세스 및 메디컬 기업 마이크로디지탈(305090)이 위치한 성남으로 달려갔다. 국내 1호 바이오 소부장 기업인 이 회사의 공정개발실에는 줄 세워진 흰색의 네모난 기계들이 쉼 없이 움직이고 있었다. 좌우는 물론 상하로도 움직이는 모양새가 인상적이었고, 상부 하얀 패널을 벗겨내자 빵빵하게 부푼 비닐팩이 모습을 드러냈다. 비닐팩 속에는 세포가 배양되고 있는 물이 사방으로 흩어졌다가 모이기를 반복하고 있었다.

바로 마이크로디지탈이 국내 최초이자 유일하게 국산화에 성공한 일회용 세포배양기 셀빅(CELBIC)이었다. 세포배양기(바이오리액터)는 바이오 의약품 생산에 필요한 세포를 배양하는 고도화 된 장비다. 세포배양기 시장은 국내와 글로벌 모두 싸이티바(미국), 싸토리우스(독일), 써모피셔(미국) 3개 기업이 장악하고 있다는 회사 관계자의 말에 국산 셀빅의 탄생은 더욱 큰 의미로 다가왔다.

지민준 마이크로디지탈 BP공정개발팀 팀장은 “셀빅은 자동화된 일회용 세포배양 기기”라며 “2020년 국내 최초로 론칭했으며, 현재까지 국내에서 유일한 국산 바이오리액터”라고 소개했다. 그가 설명하는 셀빅의 장점은 생각 이상이었다. “셀빅은 세계 최초 Free Rocking 방식(Rocking + Orbital)을 활용한 바이오리액터로 기존 경쟁제품들의 단점은 배제하고 장점을 극대화한 장비다”라며 “좌우, 상하, 대각선으로 움직이는 자유로운 믹싱시스템을 구현해 1000ℓ급 대용량까지 생산이 가능하다. 또 배양기(Bag) 내에 임펠러가 없어 세포가 자라나기에 최적의 환경을 구현했다”고 말했다. 세포배양 중에 영양분이나 산소 등을 골고루 공급할 수 있고, 다양한 배양 조건에 따른 최적화 과정을 통해 순도 높은 세포를 대량으로 생산할 수 있다는 게 그의 설명이다.

반면 세계 시장은 물론 국내 시장 대부분을 장악하고 있는 써모피셔, 싸이티바, 싸토리우스 등의 세포배양기는 믹싱 시스템이 제한적이다. 배양기 움직임이 상하만 가능한 락킹방식(Rocking Motion type)과 믹서기처럼 구동되는 STR 방식이 주로 사용된다. 이들 제품은 믹싱시스템이 제한적이고, 대량배양이 힘들거나 배양기 내 위치한 임펠러로 인해 세포가 스트레스를 받고 데미지를 받을 수 있다. 그렇다 보니 셀빅 대비 효율적인 세포배양에 한계가 있다.

마이크로지지탈 연구원이 셀빅을 통해 세포배양 과정을 점검하고 있다.(사진=송영두 기자)

제2 셀빅 탄생 위해서는 정부 지원 절실

2020년 론칭 후 2021년부터 본격적으로 시장에 진입한 셀빅은 우수한 성능으로 빠르게 입소문이 나면서 바이오노트, 프레스티지바이오 등 다수 바이오 기업에 공급되고 있다. 가격도 글로벌 제품 대비 70% 수준으로 경쟁력이 높다. 셀빅의 탄생은 김경남 마이크로디지탈 대표의 뚝심과 피나는 노력이 있었기에 가능했다. 그는 기계공학을 전공하고 반도체 산업에서 오랫동안 쌓은 경험을 토대로 바이오 소부장 분야로 눈을 돌렸고, 세포배양기 시장의 성장성을 확인한 후 개발에 몰두했다. 하지만 관련된 모든 기술은 글로벌 기업의 특허 장벽에 막혀 있었고, 국내에는 관련 기술이나 전문가들도 전무했다. 김 대표는 독학으로 특허를 회피하고 진화된 기술을 개발했고, 어려운 회사 사정에도 끊임없이 연구개발비를 투입한 끝에 10여년만에 국산 세포배양기를 개발할 수 있었다.

이날 회사에서 만난 여러 관계자는 정부의 관심과 지원을 호소했다. 정부의 관심과 지원이 뒷받침됐다면 개발과정도 단축되고, 제2의 셀빅이 탄생한다든지 등의 다양한 시너지가 가능했을 것이라고 했다. 다행히 반도체 소재 수출 제한 사태 이후 정부도 바이오 소부장 분야의 중요성을 인지하고 관심을 보인다. 하지만 여전히 이렇다 할 지원은 이뤄지지 않고 있다. 미국의 경우 바이오산업 전반에 사용되는 원부자재와 해외 의존도가 높은 원료의약품(API)에 대한 경쟁력 확보와 자국 내 생산 확대를 위해 다양한 투자와 인센티브 정책을 펼치고 있다. 우리 정부도 이런 부분들을 눈여겨봐야 한다는 게 김 대표의 주장이다.

그는 “바이오 소부장 국산화는 개발 난도도 높지만, 개발했다고 해서 끝나는 것이 아니다. 허들은 여전히 존재한다. 국내 대부분의 기업은 외국산 장비를 선호한다. 특히 국내 기업에 위탁생산을 맡기는 글로벌 제약사들은 외국산 장비를 사용할 것을 계약 사항에 포함하기도 한다”며 “그렇다 보니 국산 제품이 진입하기가 쉽지 않다. 정부가 나서 국산 제품 개발에 연구개발비를 지원하고, 국산 제품 사용 기업에 인센티브를 주는 직접적인 지원을 해야 한다. 그렇지 않다면 한국 바이오산업은 큰 위기를 맞게 될 것”이라고 목소리를 높였다.