3D 바이오 프린팅 및 인공장기 기술 시장현황과 참여업체 사업동향

임팩트 편집부 지음

임팩트 2018년 06월 12일 출간 종이책 : 2017년 03월 20일 출간

작품소개

책소개

현재 기능을 잃은 인간의 조직과 장기를 복원, 재생, 대체하기 위해 생명공학적 기법을 이용하여 인간생체의 장기와 같은 기능을 갖는 바이오 인공장기 개발이 활발하게 진행되고 있다. 본 보고서가 3D 바이오 프린팅 및 인공장기 산업에 관심이 있는 관련기관, 업체의 실무담당자에게 사업전략 수립과 시장분석을 위한 기초 자료를 제공한다.

목차

Ⅰ. 3D프린팅 의료분야 기술, 시장동향 및 전망 37

1. 3D프린팅 산업 기술 및 시장동향 37
1-1. 3D프린터 개요 37
1) 3D프린터 기술 개요 37
(1) 3D 프린터 개념 37
(2) 3D 프린터 원리 및 기술개요 40
(3) 3D 프린터 적용분야 42
2) 3D프린팅 글로벌 시장현황 42
(1) 산업용 시장 43
(2) 개인용 시장 44
3) 3D프린팅 국내 시장현황 46
1-2. 3D 프린팅 소재 의료분야 기술 및 시장동향 49
1) 3D 프린팅 소재 개요 49
(1) 폴리머 소재 49
(2) 금속 소재 50
(3) 세라믹 소재 52
(4) 복합 소재 53
2) 3D 프린팅 소재 주요 업체별 기술동향 53
3) 3D 프린팅 소재 시장동향 55
4) 3D 프린팅 소재 특허현황 56
(1) 연도별 출원동향 56
(2) 국가별 출원현황 57
(3) 주요 출원인동향 57

2. 3D프린팅 의료분야 적용 및 추진동향 59
2-1. 3D프린터 의료분야 적용동향 59
1) 3D 프린팅 의료분야 현황 59
(1) 3D프린터 의료분야 개요 59
(2) 3D프린터 의료분야 기술현황 60
(3) 3D프린터 의료분야 소재현황 63
2) 3D 프린팅 의료기기 시장동향 65
(1) 글로벌 3D 프린팅 시장동향 65
(2) 국내 3D 프린팅 시장동향 68
3) 국내 3D 프린팅 기반 의료기기 허가현황 69
(1) 개요 69
(2) 3D 프린팅 의료기기 국내허가 사례 70
① 체내 이식형 의료기기 70
② 수술용 가이드 및 수술기구 72
4) 3D 프린팅 의료기기 적용현황 73
(1) 국외 적용사례 73
(2) 국내 적용사례 75
5) 3D프린팅 의료분야 특허현황 78
(1) 특허 현황 78
(2) 논문 현황 79
(3) 임상 현황 80
6) 3D프린팅 의료분야 표준화 동향 82
(1) ISO TC261-Additive Manufacturing 82
(2) ASTM F42(Additive Manufacturing) 84
(3) SASAM 프로젝트 84
(4) IEEE Industry Standard Technology Org. Printer Working Group(PWG) 85
(5) DICOM 85
(6) 3D PDF Consortium 85
2-2. 3D프린터 이용 인공장기 개발사례 86
1) 인공장기 86
(1) 인공심장 86
(2) 인공간 88
(3) 인공유방 89
(4) 인공근육 90
(5) 인공피부 91
(6) 인공귀 92
(7) 인공혈관 93
(8) 인공의수 94
2) 인공뼈 95
(1) 바이오 3D 실크프린팅 시스템 95
(2) 환자맞춤형 인공 머리뼈 96
(3) 환자맞춤형 인공 발뒤꿈치뼈 97
(4) 3D프린팅 인공턱 97
(5) 흉부 임플란트 98
(6) 인공 광대뼈 이식 99
(7) 무릎 반월상연골 99
(8) 맞춤형 기도 부목 100
(9) 맞춤형 기도 지지체 100
(10) 치아교정 101
3) 수술 시뮬레이션 및 기타 102
(1) 뇌종양 제거 102
(2) 부비동암 수술 102
(3) IV Trainer 103
(4) 3D 프린팅 활용 화상 치료 104
(5) 3D 세포 프린트용 바이오 잉크개발 105

3. 생체재료 소재현황 및 적용실태 106
3-1. 생체재료 산업개요 106
1) 생체재료의 정의 106
2) 생체재료의 분류 107
(1) 소재 적용기술 107
(2) 공급망에 따른 분류 108
3) 생체재료 산업의 개요 108
(1) 생체재료 산업 특징 108
(2) 생체재료 산업 구조 109
(3) 생체재료 시장동향 110
4) 인체이식용 생체재료 111
3-2. 생체재료 소재현황 및 시장전망 113
1) 생체재료 소재개요 113
2) 생체재료 소재 적용분야 115
3) 생체재료별 소재현황 116
(1) 비분해성 폴리머 116
(2) 분해성 고분자 122
(3) 금속 생체재료 124
(4) 세라믹 재료 127
(5) 복합재료(Composite Materials) 129
4) 의료용 고분자 소재현황 129
(1) 의료용 고분자 개요 129
(2) 의료용 고분자의 종류 132
5) 생체재료 시장동향 136
6) 생체재료 및 의료용 고분자 제품 활용사례 138
(1) 생분해성 봉합사 138
(2) 생분해성 이식형 배터리 139
(3) 생체 흡수성 마그네슘 합금 139
(4) 생분해성 관상동맥 스텐트 140
(5) 체내에서 녹는 의료기기 140
(6) 일회용 의료용품 141
(7) 조직세포 배양공학 이용 인공장기 141
(8) 인공혈관용 고분자 재료 142
(9) 인공심장 및 심장판막용 고분자 142
(10) 정형외과용 고분자 143
(11) 치과용 고분자 144
(12) 혈액정화용 고분자 145
(13) 인공 심폐기 146
(14) 안과용 고분자 146
(15) 서방성 의약제제용 고분자재료 147

출판사 서평

현재 고령화로 인한 장기부전환자의 수가 급증하고 있으며, 장기이식수술은 이들 환자에게 유일한 치료법이지만, 타인으로부터 공급되는 장기의 절대수가 부족한 상황이다. 국내외적으로 장기이식 대기자 수는 매년 증가하고 있는데 반해 장기공급은 제한적으로 국내에서 장기이식을 대기 중인 환자는 2000년 이후 계속적으로 증가하여 2017년 3월 28,339명에 이르고 있다.

반면 증가하는 수요량에 비해 장기기증 희망자 수는 저조하여 대기 중인 환자 수가 늘어가고 이식대기 중에 사망하는 환자 또한 증가하고 있는 실정이다. 이 같은 현상은 미국을 비롯하여 전 세계적으로 나타나고 있으며 특히 국내에서는 성인병의 증가, 고령화, 유교문화, 핵가족화의 영향으로 외국보다 이식 장기의 수요와 공급의 불균형 현상이 심각한 편이다. 이러한 결과로 불법 장기 매매가 성행하고 있으며, 최근에는 국내보다 의료기술 수준이 낮은 외국에서 장기이식을 받는 사례가 증가하여 심각한 사회문제를 일으키고 있다

이에 기능을 잃은 인간의 조직과 장기를 복원, 재생, 대체하기 위해 생명공학적 기법을 이용하여 인간생체의 장기와 같은 기능을 갖는 바이오 인공장기 개발이 활발하게 진행되고 있다. 여기에는 줄기세포, 조직공학, 바이오인공장기, 바이오이종장기연구 분야 등을 포함하며, 이를 위해서는 세포활용기술, 이종장기생산기술, 면역조절기술, 장기이식기술, 생체조직공학기술 등의 생명공학 핵심기술이 요구되고 있다. 현재 이러한 다양한 방법을 이용하여 손상된 장기를 복원하거나 대체하기 위한 다각적인 시도가 꾸준히 이루어지고 있고, 최초의 인공장기인 인공뼈를 시작으로 인공신장, 인공혈관, 인공심장에 이어 근래에는 뇌와 일부 위장관 및 내분비 기관을 제외한 거의 모든 장기의 인공화에 대한 연구가 이루어지고 있다.

또한 제조업 분야를 넘어 인공관절이나 인공장기, 뼈, 치아 등을 3D프린터로 생산하는 등 3D 프린팅을 활용한 의료산업은 기존에 할 수 없었던 일을 가능하게 하고 있다. 인간 세포를 바탕으로 3D프린터로 장기와 신체 부위를 출력하려는 프로젝트도 진행 중으로 이런 3D프린터로 만든 인공 장기는 실제 기관을 대체하는 제품으로 개발하는 데 많은 도움을 주고 있다.

수술이 어려운 장기의 경우에는 3D프린터로 출력한 인공 장기를 이용해 수술연습을 해볼 수 있는데 현재 전 세계 연구팀이 뇌와 척추, 심장 등 수술이 어려운 부위 모형을 3D프린터로 출력하고 이를 활용하고 있다.

이에 당사는 본 보고서가 3D 바이오 프린팅 및 인공장기 산업에 관심이 있는 관련기관, 업체의 실무담당자에게 사업전략 수립과 시장분석을 위한 기초자료로써 도움이 되기를 바란다.

작가정보

저자(글) 임팩트 편집부