KISTI 사업기회분석실 이종택 (Tel: 02-3299-6023  e-mail: jtlee@kisti.re.kr)

관절의 기능을 대신하는 생명공학 기술
생명공학 기술을 이용하여 다양한 인간 생체 조직과 장기 기능을 갖는 바이오 재료 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구는 세포 활용 기술, 면역 조절 기술, 생체 조직 공학, 장기 이식 수술, 이종 장기 생산 기술 등을 필요로 하고 있으며, 이러한 기술들을 통해 인공 심장, 인공 혈관, 인공 신장, 인공 뼈 등을 재생하고자 하는 다양한 시도가 진행되고 있다. 인공 관절도 그 중 하나이다.

인공 관절은 관절 성형술이 사용되는 임플란트로 짝 지은 금속 또는 합성수지로 만들어 관절의 기능을 대신할 수 있는 소재로서, 대표적으로 인공슬관절, 인공고관절, 인공견관절 등이 있다.

인공 관절은 관절 성형술에 사용되는 임플란트로 짝 지은 금속 또는 합성수지로 만들어 관절의 기능을 대신할 수 있도록 하는 소재다.
대표적으로 대퇴골 하단과 경골 산단 및 슬개골의 후면 사이에 있는 관절로 다리를 뒤쪽으로 굽히는 기능을 갖게 하는 인공슬관절, 골반을 통해 전달되는 체중을 지탱하고 다리 운동이 가능하도록 돕는 인공고관절 어깨뼈와 위팔뼈, 빗장뼈가 만나 이루는 어깨 관절의 기능을 재생하는 인공견관절 등이 있으며, 이 외에도 팔꿈치, 발목, 손목, 손가락 관절의 인공 소재를 포함한다. 

고령 인구가 증가하고 제품의 국산화에 성공하면서 인공 관절 국내시장은 해외의 연평균성장률 4.2%보다 훨씬 높은 10.2%로 증가해 2018년 약 1,500억 원의 시장 규모를 이룰 것으로 예상된다.

해외의 경우 인공 관절 시장이 이미 성장성숙기에 접어들고 있는 반면, 국내 시장은 초기성장기로서 연평균성장률이 해외의 4.2%보다 훨씬 높은 10.2%를 가지고 2018년 약 1,500억 원의 시장 규모를 이룰 것으로 예상된다. 이러한 시장 확대 배경에는 국내 정부의 의료 관광 촉진, 고령 인구의 증가를 바탕으로, 특히 국내의 최소 침습 의료 기술의 급속한 발달과 관련 제품의 국산화 성공으로 인해 인공 관절의 가격이 대폭 낮아지면서 인공 관절 치환술이 지속적으로 성장하는데 있다.

과거 국내 시장은 전량 해외 수입에 의존했지만, 국내 생체 재료 관련 연구와 기업들의 국산화 노력으로 인해 국내 기술 수준이 상당히 높아지면서, 해외 성장률에 비해 국내의 성장률이 급격하게 높아지고 있는 것이다.

또한, 과거에는 중증 환자를 중심으로 한 노인 위주의 수요가 존재했다면, 점점 관절 이슈가 있는 연령층이 낮아지고, 인공 관절을 통해 근본적인 치료법을 강구하는 수요가 증가하면서 관련 시장의 성장세에 더욱 속도가 붙는 것으로 보인다.  

인공고관절 부문 국내 기업의 강세
인공 관절 중 가장 대표적인 인공슬관절과 인공고관절의 글로벌 기업과 점유율이 아래 그림에 나타나 있다.

국내 인공 관절 1위 업체인 코렌텍은 2010년 국내 최초로 인공슬관절 개발을 성공한 이래, 2013년 3월 코스닥에 상장하며 서울대병원 등 국내 251개 병원에 관련 제품을 공급하고 있다. 2010년 한국금융투자협회의 프리보드 녹색신성장동력펀드에서 투자한 39억 원을 연구개발, 임상시험, 설비투자에 활용하였고, 2014년에는 인터베스트가 코렌텍에 100억 규모의 투자를 결정하면서 개발과 연구, 운영자금에 활용하였다.

이러한 소스들에 힘입어, 인공고관절의 경우 2011년 Zimmer를 제치고 1위로 올라선 이래 2013년 기준 시장점유율 23%를 나타냈으며 2014년 266억 매출로 국내 시장 점유율 25%(1위)를 나타냈다. 인공 관절 중 만들기가 까다로운 인공고관절 제품을 한국 사람의 체형에 맞게 개발한 특장점이 시장 점유율을 높인 것으로 판단된다.

또한, 2012년부터는 인공견관절 개발에 착수하여 제품 라인업을 확대하고 미국 시장 개척을 위한 노력을 기울이고 있다.

코렌텍은 2011년 Zimmer를 제치고 인공고관절 시장에서 1위로 올라선 이래 2013년 기준 시장점유율 23%를 나타냈으며 2014년 266억 매출로 국내 시장 점유율 25%를 나타냈다.

이 외에도 셀루메드는 2014년 생체모방형 하이드로젤 소재를 이용한 최소침습형 척추치료용 임플란트에 대한 국산화 개발에 성공하였고, 오티스바이오텍사는 미국 FDA 승인을 계기로 10여 개국 이상과 수출 협상 진행 중인 것으로 알려져 있다.

국내 인공 관절 기술이 고도화되면서 중소기업의 시장 진출 가능성 향상
인공 관절 시장의 주요 이슈는 정부의 인공 관절 수술과 의료 관광 지원 정책, 고령 인구 증가와 운동 부족으로 인한 인공 관절의 니즈 증가, 국내 인공 관절 관련 시장과 기술의 지속적인 발전과 확대 등을 들 수 있다.

전량 수입에 의존하돈 인공 관절의 기술이 고도화되고 국산화되면서 국내 중소기업이 인공 관절 시장에 진출할 수 없다는 편견이 사라지고 있으며, 기업들의 관심도도 증가하고 있다.

2015년부터 고령 인구 증가에 따른 국내 보건복지부의 노인 복지 정책으로 퇴행성관절염을 앓고 있는 만 65세 이상 가구 평균 소득 40% 이하인 노인들을 위한 무릎 인공 관절 수술비 지원이 시작되었고, 사회적으로도 의료 관광 사업의 붐이 일어나면서 인공 관절 치환술이 각광을 받고 있다. 또한 핵가족화에 따라 가족 구성원들 간의 건강에 대한 돌봄 현상이 높아지면서 가족 중 노인들이 갖고 있는 질환에 대한 근본적인 치료 니즈가 높아지는 등, 인공 관절에 대한 사회적 사업 환경은 긍정적이다.

높은 기술 장벽으로 전량 수입에 의존하던 인공 관절의 기술이 고도화되고 국산화되면서 제품 활용의 레퍼런스도 확대되고 이에 따른 국산 제품에 대한 신뢰도가 높아져 국내 중소기업이 인공 관절 시장에 진출할 수 없다는 편견이 사라지고 있으며, 기업들의 관심도도 증가하고 있는 상황이다.

인공 관절 국내 시장의 성장을 위해서는 정부 지원 사업의 적극적인 활용을 통해 기술 개발 자금을 확보·활용하는 것이 중요하며, 병원 내 시술 테스트 및 검증을 위한 관련 업계 인력 확보가 필수적이다. 

북미 및 유럽에서는 이미 다수의 기업이 생산을 진행 중임과 동시에 인공 관절 매출이 일정 규모 이상을 형성하고 있고, 향후에도 지속적으로 성장할 것으로 내다보고 있다. 국내에서는 인공 관절 일부 제품을 일부 국산화하여 제품이 팔리고 있으나, 소수의 업체를 제외하고는 생산 업체가 전무하다.

인공 관절 소재인 티타늄 등의 고가 개발 비용 소재가 걸림돌로 작용하고 있는 만큼 관심 업체들의 소재·부품 기술 개발 사업과 같은 정부 지원 사업의 적극적인 활용을 통해 기술 개발 자금을 확보하여 활용하는 것이 중요하며, 임상 실험을 통한 레퍼런스 확보가 중요한 사업이므로 시장 내 빠른 진입을 위해서는 병원 내 시술 테스트 및 검증을 위한 관련 업계 인력 확보가 필수적이다.

또한, 기계적 성능 뿐 아니라, 특수 소재 개발을 위한 주조, 단조, 표면처리 등의 특수 공정 기술이 필수적이라 관련 기술을 보유하고 있지 않다면 관련 업체와의 협업을 통한 기술 확보가 중요하다. 예를 들어, 전북대 금형기술혁신센터, 아주대학교, 세종대학교, 고려대학교 등이 2015년 인공 관절 복합체와 배양 기술, 고정밀 인공 관절 설계 기술, 무릎 관절 시뮬레이터 개발, 생체 모방 재활 시스템 등의 연구 과제에 참여 중이다.

국내에서는 다양한 의료 로봇 수술 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이 중 인공 관절 수술용 로봇 개발 또한 활발하다. 이러한 로봇 개발 업체와 인공 관절 개발 업체의 전략적 제휴는 양자 관련 업체들의 개발 속도를 가속화하여 조기 사업화를 이루는 데 큰 역할을 할 것이다.

한편, 효능이 좋은 저렴한 통증 억제 약품이 인공 관절 시장의 경쟁 혹은 성장 저해 제품으로 대두되기도 하나, 이는 근본적인 치료 방법이 아니므로 큰 위협 요소가 될 것으로 예상되지 않으며, 인공 관절 기술의 고도화로 가격이 저렴해질 뿐만 아니라 고령자들에게 정부의 지원 정책이 점점 확대되고 있는 상황에서, 인공 관절 시장은 국내 중소기업의 주요한 사업 관심 분야 중 하나로 자리 잡을 것이다.