2025년 조직-on-a-chip 공학: 약물 발견과 개인 맞춤 의학의 혁신. 급속한 혁신, 시장 확장 및 실제 영향의 향후 5년을 탐구합니다.
- 요약: 2025년 시장 전망 및 주요 동력
- 기술 Landscape: 핵심 플랫폼 및 혁신
- 주요 기업 및 산업 협력
- 시장 규모, 세분화 및 2025-2030 성장 예측
- 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링에 대한 응용
- AI, 자동화 및 데이터 분석과의 통합
- 규제 환경 및 표준화 이니셔티브
- 도전 과제: 확장성, 재현성 및 상용화
- 신흥 트렌드: 다기관 칩 및 개인 맞춤형 모델
- 미래 전망: 전략적 기회 및 산업 로드맵
- 출처 및 참고문헌
요약: 2025년 시장 전망 및 주요 동력
조직-on-a-chip (OoC) 공학 부문은 약물 발견, 독성학 및 질병 연구에서 더욱 예측 가능한 인간 관련 전임상 모델에 대한 수요 증가에 힘입어 2025년에 상당한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 제약 연구 및 개발 비용이 증가하고 규제 기관이 동물 테스트의 대안을 강조함에 따라 OoC 플랫폼은 산업과 학계 모두에서 혁신적인 도구로 주목받고 있습니다. 2025년은 기술 발전, 규제 추진력, 산업 파트너십 확장을 포함한 주요 동력에 따라 채택이 가속화될 것으로 예상됩니다.
Emulate, Inc., MIMETAS, 및 TissUse GmbH와 같은 주요 기업들은 시장을 선도하며, 인체 장기의 생리적 및 기계적 기능을 재현하는 다양한 마이크로플루이딕 기반 칩을 제공합니다. Emulate, Inc.는 간, 폐, 장 및 신장 칩을 포함하는 포트폴리오를 확장했으며, 이 플랫폼들을 약물 개발 파이프라인에 통합하기 위해 제약 회사와 협력하고 있습니다. MIMETAS는 고처리량 스크리닝 및 복잡한 조직 모델링을 가능하게 하는 OrganoPlate® 플랫폼으로 인정받고 있으며, TissUse GmbH는 시스템 상호작용을 시뮬레이션하는 다기관 칩에 중점을 두고 있으며, 이는 전체 몸체 칩 시스템으로 나아가는 중요한 단계입니다.
2025년에는 규제 기관이 OoC 채택을 더욱 지원할 것으로 예상됩니다. 미국 식품의약국(FDA)은 이미 산업 리더들과 협력하여 안전성과 효능 테스트를 위한 OoC 모델의 평가를 시작했으며, 이는 규제 수용으로의 전환을 나타냅니다. 유럽 의약품청(EMA) 및 기타 국제 기구들도 OoC 데이터를 규제 제출에 통합하기 위한 지침을 탐색하고 있으며, 이는 시장 채택을 가속화할 수 있습니다.
2025년의 시장 전망은 강력한 투자 및 전략적 파트너십으로 특징지어집니다. 제약 및 생명공학 회사들은 OoC 개발자와 파트너십을 맺어 질병 모델을 공동 개발하고 약물 후보의 유효성을 검증하며, 동물 모델에 대한 의존도를 줄이고 전이적 관련성을 향상시키고 있습니다. 또한, 새로운 진입자와 학문적 스핀오프의 출현은 개인 맞춤 의학 및 희귀 질환 모델링과 같은 분야에서 혁신을 촉진하고 있습니다.
앞으로 몇 년 간 OoC 플랫폼에 인공지능(AI) 통합, 자동화 및 데이터 분석의 더 깊은 통합이 예상되며, 데이터 분석 및 예측 능력이 향상될 것입니다. 기술이 성숙해지고 규제 프레임워크가 발전함에 따라 조직-on-a-chip 공학은 전임상 연구와 정밀 의학의 초석이 될 것이며, 약물 개발, 안전성 평가 및 의료 혁신에 광범위한 영향을 미칠 것입니다.
기술 Landscape: 핵심 플랫폼 및 혁신
조직-on-a-chip (OoC) 공학은 인간 장기 기능을 모방하는 생리적으로 관련 있는 미세 환경을 제공함으로써 전임상 연구 및 약물 개발을 급속히 변화시키고 있습니다. 2025년 현재 기술 Landscape는 마이크로플루이딕스, 고급 생체 재료 및 통합 센서의 융합으로 특징지어지며, 확장성, 재현성 및 규제 수용에 중점을 두고 있습니다.
OoC 공학의 핵심 플랫폼은 폴리다이메틸실록산(PDMS), 열가소성 플라스틱 및 점점 더 많이 생체적합성 하이드로겔과 같은 재료로 제작된 마이크로플루이딕 장치에 의해 지배되고 있습니다. 이러한 플랫폼은 조직-조직 인터페이스, 동적 흐름 조건 및 장기 수준의 기능에 필수적인 기계적 신호를 재현하는 데 도움을 줍니다. Emulate, Inc.와 같은 기업들은 간, 폐, 장 및 신장 모델을 위한 상용화된 칩 제품군을 제공하며, 자동화된 유체 처리 및 실시간 모니터링을 통합하여 독성 테스트 및 질병 모델링에 있어 학계 및 제약 파트너를 지원하고 있습니다.
또 다른 주요 업체인 MIMETAS는 장기 및 조직을 고처리량 형식으로 배양하는 3D 마이크로플루이딕 접근법을 활용한 OrganoPlate® 플랫폼으로 이 분야를 발전시켰습니다. 이 기술은 확장성과 표준 실험실 자동화와의 호환성 덕분에 대규모 약물 스크리닝에 매력적으로 평가됩니다. CN Bio는 다기관 시스템 및 대사 질환 모델에 중점을 두고 있는 중요한 기여자로, 규제 기관과 협력하여 비동물 테스트를 위한 진화하는 지침에 맞게 자사 플랫폼을 조정하고 있습니다.
최근 혁신으로는 산소, pH 및 대사 활동과 같은 생리적 매개변수의 실시간 출력을 위한 바이오센서 통합이 포함됩니다. TissUse와 같은 기업들은 다기관-on-a-chip 시스템을 선도하고 있으며, 이는 장기 간 상호작용 및 약물에 대한 전신 반응을 연구할 수 있게 해줍니다. 표준화되고 모듈화된 플랫폼으로의 추진이 뚜렷하게 나타나며, 여러 제조업체들이 더 넓은 채택과 데이터 비교 가능성을 촉진하기 위해 호환되는 칩과 오픈 소스 디자인 작업을 하고 있습니다.
앞으로 몇 년 간 더 많은 미세화, 자동화 및 개인 맞춤 의학 응용을 위한 환자 유래 세포 통합이 예상됩니다. 규제 참여가 강화되고 있으며, FDA 및 EMA와 같은 조직들이 업계와 협력하여 검증 경로를 정의하고 있습니다. 기술이 성숙해짐에 따라 초점은 개념 증명 연구에서 다각적이고 검증된 플랫폼으로 전환되어 주요 약물 개발 파이프라인에 통합될 수 있으며, 이는 동물 모델 의존도를 줄이고 임상 시험으로의 경로를 가속화할 수 있을 것입니다.
주요 기업 및 산업 협력
2025년 조직-on-a-chip (OoC) 부문은 빠른 기술 발전과 주요 기업 및 전략적 협력의 성장하는 생태계로 특징지어집니다. 이러한 노력은 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링에서 미세 생리학적 시스템의 채택을 주도하며, 예측 정확성을 높이고 동물 테스트에 대한 의존도를 줄이는 데 중점을 두고 있습니다.
가장 저명한 기업 중 하나인 Emulate, Inc.는 고충실도로 인체 생물을 재현하는 조직-on-a-chip 플랫폼을 제공하는 개척자로서 계속해서 선도하고 있습니다. Emulate의 기술은 전임상 테스트를 위해 제약 회사와 규제 기관에서 널리 채택되고 있으며, 이 회사는 주요 산업 이해관계자와 협력하여 새로운 장기 시스템 및 질병 모델에 대한 칩의 응용을 확대하고 있습니다.
다른 주요 혁신업체인 MIMETAS는 고처리량 스크리닝 및 복잡한 조직 모델링을 가능하게 하는 OrganoPlate® 플랫폼으로 인정받고 있습니다. MIMETAS는 글로벌 제약 회사들과 협력하여 자사 기술을 약물 개발 파이프라인에 통합하고 있으며, 그 칩은 개인 맞춤 의학 응용에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
유럽에서는 TissUse GmbH가 다기관 칩 시스템으로 주목받고 있으며, 이는 서로 다른 인체 조직 간의 전신 상호작용을 시뮬레이션할 수 있습니다. TissUse는 학계와 산업 파트너와 협력하여 ADME(흡수, 분포, 대사 및 배출) 연구 및 질병 연구를 위한 고급 모델을 개발하고 있습니다.
이 부문은 또한 기존 생명과학 기업의 진입을 목격하고 있습니다. Thermo Fisher Scientific와 Corning Incorporated는 조직-on-a-chip 소모품 및 기기를 포함하도록 포트폴리오를 확장하여 글로벌 유통 네트워크를 활용해 시장 채택을 가속화하고 있습니다. 이러한 기업들은 R&D에 투자하고 스타트업과의 동맹을 통해 차세대 플랫폼을 공동 개발하고 있습니다.
산업 전반의 협력이 진전을 가속화하고 있습니다. 미국의 국립 전이 과학 발전 센터(NCATS)는 OoC 기술을 표준화하고 규제 제출을 위한 검증을 목표로 하는 공공-민간 파트너십을 지원하고 있습니다. 2025년에는 제약 회사, 기기 제조업체 및 규제 기관이 업계 모범 사례 및 상호 운용성 표준을 수립하기 위해 함께 작업하는 여러 컨소시엄이 있습니다.
앞으로 몇 년 간 인공지능 및 자동화가 조직-on-a-chip 워크플로에 더 깊이 통합되고, 기술 제공업체와 최종 사용자 간의 협력이 확대될 것으로 예상됩니다. 이러한 발전은 OoC 시스템의 예측력과 확장성을 더욱 향상시켜 생물 의학 연구와 약물 개발의 미래에서 중요한 역할을 하게 될 것입니다.
시장 규모, 세분화 및 2025-2030 성장 예측
조직-on-a-chip (OoC) 공학 부문은 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링에서 생리적으로 관련 있는 in vitro 모델에 대한 수요가 증가함에 따라 2025년과 2030년 사이에 강력한 성장세를 보일 것으로 전망됩니다. 시장은 기관 유형(폐, 간, 심장, 신장, 장 및 다기관 시스템), 응용 분야(제약 R&D, 개인 맞춤 의학, 학술 연구 및 화장품 테스트) 및 최종 사용자(제약 및 생명공학 회사, 학술 및 연구 기관, 규제 기관)로 세분화됩니다.
2025년 현재 글로벌 OoC 시장은 수억 달러의 규모로 추정되며, 북미와 유럽이 강력한 제약 및 생명공학 부문과 지원적인 규제 환경 덕분에 채택에서 우위를 점하고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 특히 중국, 일본 및 한국에서 지역 기업 및 연구 기관이 첨단 생의학 기술에 대한 투자를 늘리면서 가속화된 성장을 보일 것으로 기대됩니다.
주요 시장 참여자로는 약물 발견 및 학술 파트너를 위한 조직-on-a-chip 플랫폼의 상용화에 있어 개척자인 Emulate, Inc.와 고처리량 조직-on-a-chip 시스템을 전문으로 하는 MIMETAS가 있습니다. CN Bio는 간 및 다기관 모델에 중점을 두고 있으며, TissUse는 전신 연구를 가능하게 하는 다기관 칩 기술로 인정받고 있습니다. 기타 주요 기여자로는 신장 및 신경 조직 모델링을 위한 전문 플랫폼을 개발한 Nortis와 AxoSim이 있습니다.
시장 세분화는 빠르게 진화하고 있으며, 다기관 및 질병 특정 칩이 인기를 얻고 있습니다. 제약 R&D는 우선적으로 동물 모델에 대한 의존도를 줄이고 최종 단계의 약물 유실을 줄이려는 기업들이 있기 때문에 가장 주된 응용 분야입니다. 예를 들어, Emulate, Inc.는 주요 제약 회사와 협력하여 OoC 플랫폼을 전임상 워크플로에 통합하고 있습니다. 화장품 및 화학 안전 테스트도 특히 동물 테스트 금지가 엄격한 지역에서 신흥 부문으로 자리잡고 있습니다.
2030년을 내다보면, OoC 시장은 마이크로플루이딕스, 자동화, 인공지능 데이터 분석 통합의 기술 발전으로 인해 두 자릿수의 복합 연간 성장률(CAGR)을 보여줄 것으로 예상됩니다. 표준화되고 규제 수용이 가능해진 플랫폼의 개발은 채택 속도를 더욱 가속화할 것으로 보입니다. 미국 식품의약국(FDA)과 유럽 의약품청(EMA)는 규제 과학과 안전성 평가를 위해 OoC 기술을 평가하고 있습니다. 분야가 성숙함에 따라 개인 맞춤 의학 및 생물 생산 분야에서 OoC와의 융합이 새로운 시장 기회를 창출하고 2030년까지 지속 가능한 성장을 이끌 것으로 기대됩니다.
약물 발견, 독성학 및 질병 모델링에 대한 응용
조직-on-a-chip (OoC) 공학은 약물 발견, 독성학 및 질병 모델링 분야의 지형을 급속히 변화시키고 있으며, 2025년은 기술 성숙 및 상업적 채택의 중대한 해가 될 것입니다. 이러한 마이크로플루이딕 장치는 인체 장기의 생리적 기능을 재현하며, 전통적인 세포 배양 및 동물 모델에 대한 강력한 대안으로 점점 더 인식되고 있으며, 향상된 예측 정확성과 윤리적 혜택을 제공합니다.
약물 발견에서는 OoC 플랫폼이 새로운 화합물의 약리학적 동태, 효능 및 안전성 프로필을 평가하기 위해 전임상 파이프라인에 통합되고 있습니다. Emulate, Inc. 및 MIMETAS와 같은 선도 기업들은 고처리량 스크리닝 및 약물 반응의 실시간 모니터링이 가능한 다기관 및 장기 특정 칩을 개발했습니다. 예를 들어, Emulate, Inc.는 주요 제약 회사들과 협력하여 약물 유도 간 손상 및 신독성에 대한 예측을 강화한 간 칩 및 신장 칩 시스템을 배포했습니다. 유사하게, MIMETAS의 OrganoPlate 플랫폼은 수백 개 화합물의 병렬 테스트를 지원하여 리드 최적화를 가속화하고 최종 단계의 유실을 줄이고 있습니다.
독성학 테스트는 OoC 기술이 인기를 얻고 있는 또 다른 영역입니다. 규제 기관과 산업 이해관계자들은 동물 테스트에 대한 의존도를 줄이고 인체 관계를 개선하기 위해 이러한 시스템을 채택하는 데 점점 더 관심을 보이고 있습니다. CN Bio는 장기 배양 및 반복 투여 연구를 가능하게 하는 PhysioMimix 플랫폼을 발전시켜 만성 노출 시나리오에 대한 보다 정확한 독성 데이터를 제공합니다. 미국 식품의약국(FDA)은 여러 OoC 개발자와 협력하여 이러한 모델의 규제 수용성을 평가하고 있으며, 이는 향후 몇 년 동안 더 넓은 검증 및 표준화 노력으로의 전환을 신호합니다.
OoC 장치를 사용한 질병 모델링도 확대되고 있으며, 암, 퇴행성 신경 질환 및 감염성 질병과 같은 다양한 응용 프로그램이 있습니다. TissUse와 같은 기업들은 복합 질병 상태 및 장기 간 상호작용을 시뮬레이션하는 다기관 칩을 개발하여 연구자들이 제어된 인간 관련 문맥에서 질병 진행 및 치료 개입을 연구할 수 있게 해줍니다. COVID-19 팬데믹은 폐 및 혈관 모델에 대한 관심을 가속화했으며, 2025년에는 희귀 및 만성 질환 모델링으로 이러한 접근 방식이 확장될 예정입니다.
앞으로 몇 년 간에는 OoC 플랫폼과 인공지능 및 고급 이미징의 통합이 증가하여 데이터의 풍부함과 예측력을 더욱 향상시킬 것으로 예상됩니다. Emulate, Inc., MIMETAS, CN Bio 및 TissUse와 같은 산업 리더들이 제품 포트폴리오와 파트너십을 확장함에 따라 조직-on-a-chip 공학은 전이 연구 및 정밀 의학의 초석으로 자리잡을 것으로 기대됩니다.
AI, 자동화 및 데이터 분석과의 통합
인공지능(AI), 자동화 및 고급 데이터 분석의 통합은 2025년 조직-on-a-chip (OoC) 공학 분야를 급속히 변화시키고 있으며, 약물 발견, 독성학 및 개인 맞춤 의학에 중요한 함의를 가지고 있습니다. OoC 플랫폼이 실시간 이미징에서 다중 오믹스 판독에 이르는 점점 더 복잡하고 고차원적인 데이터 세트를 생성함에 따라, AI 기반 도구는 실행 가능한 통찰력을 추출하고 실험 워크플로를 최적화하는 데 필수적입니다.
선도적인 OoC 제조업체들은 플랫폼에 AI 및 자동화를 적극적으로 포함하고 있습니다. Emulate, Inc.는 유체 제어 및 샘플 처리에 대한 자동화 시스템을 개발하여 고처리량 스크리닝 및 표준화된 데이터 수집을 가능하게 하고 있습니다. 그들의 플랫폼은 미세한 표현형 변화를 식별하고 화합물의 독성 또는 효능을 예측할 수 있는 머신러닝 알고리즘과 인터페이스를 설계하고 있어 전임상 의사결정을 가속화하고 있습니다. 유사하게, MIMETAS는 자동화된 액체 처리 및 이미징을 OrganoPlate® 기술과 통합하여 대규모, 재현 가능한 실험을 지원하고 AI 기반 이미지 분석을 통해 세포 반응을 정량화하는 데 도움을 주고 있습니다.
데이터 분석 플랫폼은 또한 OoC 응용 프로그램 전용으로 맞춤화되고 있습니다. CN Bio는 다기관 시스템의 데이터를 집계하고 조화하는 클라우드 기반 데이터 관리 솔루션을 도입하여 고급 분석 및 원격 협업을 지원합니다. 이러한 시스템은 인간 생물학의 더 포괄적인 이해를 제공하기 위해 장기 상호작용을 모델링하고 약리학적 동태를 예측하며 질병 진행을 시뮬레이션하기 위해 AI를 점점 더 활용하고 있습니다.
자동화는 또한 OoC 워크플로를 간소화하여 수동 개입 및 변동성을 줄이고 있습니다. TissUse GmbH와 같은 기업들은 매체 교환, 샘플링 및 환경 관리를 위한 통합 로봇을 갖춘 다기관 칩 플랫폼을 개발하여 완전 자동화된 실험 파이프라인을 구축하고 있습니다. 이러한 수준의 자동화는 제약 및 생명공학 파트너의 요구를 충족하기 위해 OoC 연구를 확장하는 데 중요합니다.
앞으로 AI, 자동화 및 데이터 분석의 융합이 OoC 공학의 다음 혁신 물결을 이끌 것으로 예상됩니다. 초점은 실시간 데이터에 기반하여 AI 알고리즘이 실험 매개변수를 동적으로 조정하는 폐쇄 루프 시스템으로 이동하고 있으며, 이는 조직 반응 및 실험 결과를 최적화합니다. 규제 기관이 AI 기반 OoC 데이터의 가치를 점점 더 인식하게 됨에 따라 이러한 통합 플랫폼은 향후 몇 년 동안 전임상 연구, 안전성 평가 및 개인 맞춤형 치료 개발에서 중심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
규제 환경 및 표준화 이니셔티브
조직-on-a-chip (OoC) 공학에 대한 규제 환경은 약물 개발, 독성 테스트 및 질병 모델링에서 확산됨에 따라 급속히 발전하고 있습니다. 2025년에는 규제 기관과 산업 컨소시엄이 OoC 기술의 자격, 검증 및 표준화를 위한 명확한 경로를 수립하기 위해 노력을 강화하고 있으며, 이는 동물 모델에 대한 의존도를 줄이고 전이적 관련성을 개선할 잠재력을 인식하고 있습니다.
중요한 발전은 미국 식품의약국(FDA)과 주요 OoC 개발자 간의 지속적인 협력입니다. FDA의 신흥 과학 작업 그룹은 Emulate, Inc. 및 MIMETAS와 협력하여 규제 제출에서 조직-on-a-chip 플랫폼의 사용을 평가하고 있습니다. 2024년에는 OTC 데이터의 전임상 안전성 평가에서의 유용성을 평가하는 파일럿 프로그램이 발표되었으며, 그 결과는 2025년 및 그 이후의 향후 지침 문서에 참고될 것으로 예상됩니다. 이 이니셔티브는 OoC 데이터의 임상시험 신약(IND) 신청 및 기타 규제 신고에 통합되는 속도를 가속화할 것으로 예상됩니다.
유럽에서도 유럽 의약품청(EMA)와 동물 대체 시험을 위한 유럽 연합 참조 실험실(EURL ECVAM)이 다자 이해 당사자 컨소시엄을 통해 표준화 노력을 지원하고 있습니다. 합동 연구 센터(JRC)는 OoC 시스템에 대한 성능 기준 및 참조 자료 정의 프로젝트를 조정하여 회원국 전반의 검증 절차를 조화시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 이러한 노력은 학계, 산업 및 규제 이해관계자 간의 데이터 공유를 촉진하고 모범 사례 지침을 개발하는 유럽 조직-on-a-chip 협회(EUROoCS)의 활동으로 보완되고 있습니다.
업계 주도 표준화 또한 속도를 내고 있습니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS는 자사 플랫폼에 대한 재현성 기준 및 품질 보증 지표를 설정하기 위해 제약 파트너와 협력하고 있습니다. 동시에 TissUse GmbH는 다양한 제조업체의 OoC 장치가 자동화된 워크플로에 통합될 수 있도록 상호 운용성 기준을 정의하기 위한 국제 작업 그룹에 참여하고 있습니다.
앞으로 몇 년 간에는 OoC 시스템에 대한 공식 규제 지침 문서가 발표되고 국제 표준이 채택될 것으로 예상됩니다. 국제표준화기구(ISO)와 미국 시험 및 재료 협회(ASTM)는 미세 생리학적 시스템에 대한 기술 표준을 개발 중이며, 2026년까지 초안 문서가 예상됩니다. 이러한 이니셔티브는 생물 의학 연구 및 제약 개발에서 OoC 기술의 규제 수용 및 광범위한 채택을 위한 강력한 프레임워크를 제공할 것으로 기대됩니다.
도전 과제: 확장성, 재현성 및 상용화
조직-on-a-chip (OoC) 공학은 최근 몇 년 간 상당한 발전을 이루었으나, 2025년에 이르러서는 확장성, 재현성 및 상용화에 대한 몇 가지 중요한 도전 과제가 여전히 남아 있습니다. 이러한 장애물은 제약 개발, 독성학 및 개인 맞춤 의학에서 OoC 기술의 광범위한 채택에 중심적입니다.
확장성은 지속적인 도전 과제입니다. 학술적 프로토타입은 OoC 시스템의 잠재력을 입증했지만, 이를 고처리량, 산업 등급 플랫폼으로 전환하는 것은 복잡합니다. 마이크로플루이딕스, 세포 배양 및 센서 기술을 대규모로 통합하기 위해서는 강력한 제조 공정이 필요합니다. Emulate, Inc.와 MIMETAS와 같은 기업들이 선두주자로, 대량 생산이 가능한 모듈형 및 자동화 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다. 예를 들어, Emulate, Inc.는 표준 실험실 자동화와 호환되도록 설계된 인간 에뮬레이션 시스템을 도입하여 맞춤형 연구 장치와 상업적 제품 간의 간극을 좁히고자 하고 있습니다.
재현성은 또 하나의 주요 우려 사항입니다. 칩 제조, 세포 공급 및 운영 프로토콜의 변동성은 일관되지 않은 결과를 초래할 수 있으며, 이는 규제 또는 임상 의사결정에서 OoC 데이터에 대한 신뢰를 약화시키게 됩니다. 업계 리더들은 재료 및 프로토콜을 표준화함으로써 이 문제를 해결하고 있습니다. MIMETAS는 표준화된 384웰 플레이트 포맷에서 마이크로플루이딕 기술을 활용하여 실험 및 연구 간 재현성을 촉진하는 OrganoPlate 플랫폼을 개발했습니다. 또한, CN Bio는 일관된 성능을 보장하는 검증된 프로토콜 및 품질 관리 조치를 갖춘 단일 및 다기관 시스템을 제공합니다.
상용화 노력은 제약 및 생명공학 회사들이 동물 테스트와 예측 가능한 인간 모델에 대한 대안을 찾으면서 강화되고 있습니다. 그러나 규제 수용은 병목 현상이 여전히 남아 있습니다. 2025년에는 OoC 개발자와 규제 기관 간의 협력이 확대되고 있으며, Emulate, Inc.와 같은 기업은 규제 사용을 위한 플랫폼을 검증하기 위해 FDA와 협력하고 있습니다. 이는 시장 채택을 확대하는 중요한 단계입니다.
앞으로 몇 년 간에는 더욱더 자동화가 진행되고, 데이터 분석을 위한 인공지능과의 통합이 이루어지며, 다기관 및 질병 특정 칩 개발이 진행될 것으로 예상됩니다. 표준화 및 규제 경로가 확립됨에 따라 OoC 기술의 상용화 환경은 큰 성장을 이룰 것이며, 주요 기업과 규제 기관이 이 혁신적인 분야의 미래를 형성할 것입니다.
신흥 트렌드: 다기관 칩 및 개인 맞춤형 모델
조직-on-a-chip (OoC) 공학은 빠르게 발전하고 있으며, 2025년은 다기관 칩 통합 및 개인 맞춤형 모델 개발에 있어 중추적인 해가 될 것입니다. 이러한 혁신은 전임상 연구, 약물 발견 및 정밀 의학을 변화시키는 데 있어 전통적인 세포 배양 또는 동물 모델에 비해 생리적으로 더 관련성이 높은 자료를 제공합니다.
주요 트렌드는 여러 조직 유형을 연결하는 다기관 칩의 출현입니다. 이들은 간, 심장, 신장 및 폐와 같은 여러 조직형태를 단 하나의 마이크로플루이딕 플랫폼으로 연결합니다. 이러한 접근법은 복잡한 장기 간 상호작용, 전신 약물 대사 및 독성을 제어된 환경에서 연구할 수 있게 합니다. Emulate, Inc. 및 MIMETAS와 같은 기업들이 데이터의 보다 예측적인 약리학적 모델링을 지원하는 다기관 워크플로 및 기능을 확장하여 이 분야에서 선도하고 있습니다.
개인 맞춤형 조직-on-a-chip 모델도 많은 인기를 얻고 있으며, 이는 환자 유래 세포를 활용하여 개인화된 질병 모델을 생성합니다. 이 트렌드는 OoC 기업과 생물은행 또는 임상 센터 간의 협력을 통해 특정 유전적 배경에 맞춘 약물 테스트 및 독성 스크리닝을 맞춤화하려는 목표로 뒷받침됩니다. CN Bio는 다양한 기증자로부터 유래한 인간 간세포로 시드할 수 있는 간-on-a-chip 시스템을 개발하여 약물 반응에서 개인 간 변동성에 대한 연구를 촉진하고 있습니다. 이 회사는 2025년 이후 이러한 개인화된 응용 프로그램을 확대하기 위해 제약 및 학술 파트너와 협력하고 있습니다.
유럽 생명공학 네트워크와 규제 기관과 같은 산업 기구들은 OoC 기술의 잠재력을 점점 더 인식하고 있습니다. 2024년, 미국 식품의약국(FDA)은 OoC 개발자와의 협력을 계속하여 다기관 및 개인 맞춤형 칩의 예측 가치를 규제 제출 평가를 위한 자격 프로그램과 파일럿 연구를 지원하고 있습니다.
앞으로 몇 년 간은 OoC 플랫폼과 인공지능 및 고급 분석의 통합이 더 진행되어 실시간 데이터 해석 및 예측 모델링이 가능해질 것으로 예상됩니다. 다기관 시스템, 환자 맞춤형 모델 및 디지털 도구의 융합은 OoC 기술이 약물 개발 파이프라인에 채택되는 속도를 가속화하고 동물 테스트에 대한 의존도를 줄이며 보다 효과적이고 개인화된 치료로 나아갈 길을 열어줄 것입니다.
미래 전망: 전략적 기회 및 산업 로드맵
조직-on-a-chip (OoC) 부문은 2025년과 그 이후 몇 년간 중요한 변화를 겪을 예정이며, 이는 마이크로플루이딕스, 생체 재료 및 통합 센서 기술의 발전에 의해 추진됩니다. 제약 및 생명공학 산업이 보다 예측 가능한 전임상 모델을 찾는 데 집중함에 따라 OoC 플랫폼은 약물 발견, 독성 시험 및 질병 모델링의 중요한 도구로 인식되고 있습니다. 산업의 전략적 전망은 규제 참여, 산업 파트너십 및 기술 혁신의 융합에 의해 형성됩니다.
주요 산업 플레이어들은 증가하는 수요에 부응하기 위해 포트폴리오를 확장하고 생산 능력을 확대하고 있습니다. Emulate, Inc.는 이제 주요 제약 회사 및 규제 기관과 협력하여 OoC 시스템의 안전성 평가 및 효능 연구를 검증합니다. 이들의 인간 에뮬레이션 시스템은 내부 연구 개발 및 외부 파트너십 모두에 채택되고 있으며, 이는 플랫폼의 표준화 및 상호 운용성으로 향하는 더 넓은 경향을 반영합니다. 유사하게, MIMETAS는 고처리량 스크리닝 및 복잡한 조직 모델링을 가능하게 하는 OrganoPlate 기술을 발전시키고 있으며, 산업 및 학술 파트너와 함께 다센터 검증 연구에 활발히 참여하고 있습니다.
앞으로 몇 년 간에는 특정 응용 프로그램에 대한 OoC 모델의 규제 명확화 및 사전 자격 가능성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 미국 식품의약국(FDA)과 유럽 의약품청(EMA)은 모두 OoC 데이터를 규제 제출에 통합하는 것에 대한 관심을 나타냈으며, 산업 이해관계자가 참여하는 파일럿 프로그램 및 워크숍에 대해 시사하고 있습니다. 이러한 규제 추진력은 약물 개발 파이프라인과 안전성 테스트에서 OoC 플랫폼의 채택을 가속화하고 동물 모델에 대한 의존도를 줄이며 새로운 치료법의 시장 출시 시간을 단축할 것으로 예상됩니다.
또한 전략적 기회는 OoC 데이터 스트림과 인공지능(AI) 및 머신러닝의 통합에서 나타나고 있습니다. CN Bio와 같은 기업들은 다기관 시스템을 개발하고 복잡한 생물학적 반응을 해석하기 위해 고급 분석을 활용하여 보다 예측 가능하고 개인 맞춤 의학적 접근 방식을 enable를 지원하고 있습니다. OoC와 디지털 건강 및 데이터 과학의 융합은 클라우드 기반 분석 및 원격 실험과 같은 새로운 비즈니스 모델을 열 가능성이 있습니다.
앞으로 산업 로드맵은 세 가지 주요 영역에 초점을 맞출 것으로 보입니다: (1) 희귀 및 환자 특정 조건을 포함하여 장기 및 질병 모델의 레퍼토리를 확장하기, (2) 산업 및 임상 응용을 위한 자동화 및 확장성 향상, (3) 모범 사례 및 표준 수립을 위한 부문 간 협력 촉진. 생태계가 성숙함에 따라 기술 개발자, 제약 회사 및 규제 기관 간의 파트너십은 조직-on-a-chip 공학의 미래 환경을 형성하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
