의료 기기 제조 성장을 가속화하는 5대 트렌드

기술과 소재가 지속적으로 개선되면서 의료용 임플란트 제조가 큰 성장을 앞두고 있습니다. 이 분야 기업들이 반드시 알아야 할 주요 산업 트렌드와 개발 동향은 무엇일까요?

헬스케어 산업이 호황을 맞고 있습니다. 유엔에 따르면 65세 이상 인구 비율이 다른 모든 연령대보다 빠르게 증가하고 있으며, 다국적 의료 기업 존슨앤드존슨은 "65세 이상 노인은 젊은 층보다 약 7배 더 많은 헬스케어 관련 제품과 서비스를 이용한다"고 밝혔습니다.

의료 기술 역시 발전하며 성장을 더욱 부추기고 있습니다. 2017년 스마트테크 퍼블리싱(SmarTech Publishing)은 2026년까지 약 320만 개의 3D 프린팅 임플란트가 사용될 것으로 예측했는데, 이는 거의 10배 증가한 수치입니다. 직후 포브스(Forbes)는 의료 기기를 몇 년 내 4,100억 달러 규모에 달할 파괴적 시장으로 지목했습니다. 뒤캔 대학교 간호대학 블로그에서는 유전체 시퀀싱 툴킷과 AI가 탑재된 웨어러블을 중요한 산업 트렌드로 꼽았습니다.

이 모든 것이 제조업체에 의미하는 바는 무엇일까요? 귀사의 공장이 의료 특급 열차를 타고 있다면 기회가 무궁무진합니다. 아직 탑승하지 않았다면 올라탈 방법을 찾아야 할 때입니다.

목록이 전부는 아니지만, 주목해야 할 의료 제조 분야 5대 트렌드와 이 까다롭지만 수익성 높은 산업에서 경쟁력을 갖추기 위한 제언을 정리했습니다.

1. 원격 모니터링

무릎이나 고관절 치환술을 받아본 분이라면 회복에 수개월이 걸리고, 초기에는 정기적으로 물리치료사를 방문해야 한다는 사실을 아실 겁니다. 이는 비용과 시간이 많이 들 뿐만 아니라, 코로나19 팬데믹 이후에는 감염 위험까지 동반합니다. 물리치료사의 역할을 대신해 관절 가동 범위 운동을 안내하고 진행 상황을 의사에게 전송하는 센서 기반 웨어러블 기기가 있다면 어떨까요? 의료 시설 방문 없이도 가능한 일입니다. 텍사스주 루이스빌 소재 의료 기기 제조사 DJO LLC의 클라우드 기반 원격 환자 모니터링 솔루션이 그 예입니다. 심장 케어, 당뇨 관리, 산모 모니터링 등 유사한 솔루션이 다양하게 존재합니다.

2. 기계생물학적 메커니즘

무릎과 고관절 치환술에서 '더 많은 것'이 항상 좋은 것은 아닙니다. 수십 년간 임플란트 사용 사례를 연구하고, 일부가 '과도하게 설계된' 정형외과 부품에 유한 요소 해석(FEA)을 적용한 결과, 뼈는 골유착 단계(주변 뼈와 조직이 임플란트로 자라나는 시기) 동안 적절한 응력과 변형을 받을 때 더 잘 반응한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 '기계생물학적 메커니즘' 개념을 활용하는 기업 중 하나가 4WEB 메디컬로, "골형성 반응을 자극해 유합을 촉진할 수 있는" 트러스 임플란트 기술을 개발했습니다. 치과 임플란트 분야에서도 티타늄 나사 표면을 화학적으로 변형해 안정성을 높이고 환자 예후를 개선하는 유사한 연구가 진행 중입니다. 핵심은 기계 시스템 성능 향상에 쓰이던 소프트웨어 도구가 이제 생물학적 시스템에 적용되고 있다는 점입니다.

3. 인체 부위 프린팅

이러한 새롭고 향상된 대체 부품 중 다수는 적층 제조, 즉 FEA 소프트웨어 없이는 불가능합니다. 금속 분말 베드 3D 프린팅은 인간의 뼈를 정교하게 모방하는 다공성 구조를 생성할 수 있어, 이 기술로 제작된 임플란트는 기존 제품보다 훨씬 '골유착 친화적'이며 월등한 고정력을 제공합니다. CT 스캔과 결합하면 의사는 마모되거나 골절된 뼈를 영상화하고 환자 맞춤형 대체품을 제작할 수 있습니다. 사고 피해자의 두개골을 스캔해 손상 부위에 완벽하게 들어맞는 티타늄 또는 PEKK(폴리에테르케톤케톤) 부품을 3D 프린팅하는 것도 가능합니다. 한 걸음 더 나아가 연구자들은 최초의 피부 및 연골 대체품을 프린팅했으며, 많은 전문가가 장기와 기타 복잡한 신체 부품도 몇 년 내 현실화될 것으로 전망합니다.

4. 수술실의 로봇

최근 몇 년 사이 수술을 받았다면 로봇이 기구를 잡고 있었을지도 모릅니다. 놀랄 필요 없습니다. 숙련된 외과의사가 C-3PO처럼 복잡한 동작을 원격 조종하고 있었으니까요. 원격 제어 수술 로봇은 사람의 손보다 정밀하고, 더 넓은 가동 범위를 가지며, 좁은 공간에도 들어갈 수 있습니다. 이로 인해 로봇 보조 의료 시술이 증가 추세이며, 이들 시스템 판매액은 2023년까지 200억 달러에 달할 전망입니다. '확장 현실(Extended Reality)'—증강현실, 가상현실, 혼합현실 시스템을 포함—역시 활용도가 높아지고 있습니다. 골드만삭스(Goldman Sachs)는 2025년까지 340만 명의 의사와 응급구조사가 VR/AR 시스템으로 훈련하거나 환자 치료에 활용할 것으로 예측합니다.

5. 동기화(Synching Up)

1970년대 TV 시리즈 600만 달러의 사나이(The Six Million Dollar Man)를 기억하는 분이라면, 우주 비행사 스티브 오스틴이 바이오닉 팔과 눈 덕분에 초인적인 힘과 속도, 시력을 가졌던 장면을 떠올릴 것입니다. 일론 머스크(Elon Musk)의 구상이 실현된다면 그 기술이 곧 현실이 될지도 모릅니다. 신경 임플란트 기업 뉴럴링크(Neuralink) 창업자인 머스크는 인간 두뇌를 보철 기기, 컴퓨터, 기계와 동기화해 생각만으로 제어하는 방식을 연구 중입니다. 혼자만 하는 일이 아닙니다. 브레인게이트(BrainGate) 컨소시엄 구성원들도 약 20년간 독자적인 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 개발해 왔습니다. 이러한 '신경보철(neuroprosthetics)'은 척수 손상, 루게릭병, 언어 또는 운동 능력을 상실한 기타 장애인들이 다시 정상적인 삶을 영위할 수 있게 해줄 잠재력을 지닙니다.

첨단 의료 기술의 진화

현재와 미래에 활용 가능한 첨단 의료 기술 사례는 이뿐만이 아닙니다. 인간 환자의 디지털 트윈(Digital Twin)이 곧 보편화되어 의료진에게 더 나은 데이터와 의사결정 능력을 제공할 것입니다. 웨어러블과 원격 모니터링 시스템의 증가, 5G 네트워크가 원격 지역까지 의료 서비스를 확장하는 점과 맞물려 특히 그렇습니다. 앞서 언급했듯 유전체학은 질병 진단과 치료에서 주도적 역할을 할 것이며, AI와 머신러닝은 의사가 대규모 인구를 모니터링하고 건강 트렌드를 파악하며 잠재적 전염병을 예방하는 데 도움을 줄 것입니다.

고객 기반을 확대하려는 제조업체든, 더 나은 저렴한 의료 서비스를 바라는 사람이든 미래는 매우 밝아 보입니다.

의료 기기 제조사가 되고 싶다면?

고려할 사항이 많습니다.

1등급, 2등급, 3등급 기기의 차이를 이해해야 합니다. 1등급은 환자 위험도가 가장 낮으며 침대 팬부터 붕대까지 포함합니다. 가장 엄격한 3등급에는 심박동기, 스텐트, 정형외과 임플란트가 속합니다. 등급에 따라 FDA 및 기타 규제 기관의 승인과 시판 전 승인이 필요할 수 있습니다. 아직 갖추지 않았다면 탄탄한 품질경영시스템(QMS) 구축을 계획해야 합니다. 이 설명은 결코 완전하지 않습니다. 미국 내 제조는 FDA 21 CFR Part 820, 글로벌 시장은 ISO 13485를 먼저 살펴보세요. 이 FDA 문서가 좋은 배경 지식이 되어줄 것입니다.

적절한 장비도 필요합니다. 5축 머시닝 센터와 스위스형 CNC 선반은 대부분의 의료 가공 공장에서 흔히 쓰이지만, 제작할 부품 유형에 따라 다릅니다. 앞서 언급했듯 3D 프린팅은 이 산업에서 상당한 입지를 확보했습니다. 폴리머 부품 적층 제조의 투자 진입 장벽은 금속 임플란트 생산용 분말 베드 3D 프린터보다 훨씬 낮습니다.

요컨대 의료 제조는 담력이 약하거나 자금이 넉넉지 않은 이에게는 맞지 않지만, 확실히 중요하고 성장하는 시장 부문입니다.

본 기사 작성에 도움을 주신 반즈 글로벌 어드바이저스(Barnes Global Advisors) 의료 기기 부문 비즈니스 전략가 앤디 크리스텐슨(Andy Christensen)께 감사드립니다.

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