4차 산업혁명 기술 융합을 통한 의료기기 산업의 패러다임 변화와 주요 첨단 의료기기 분야의 시장 전망 및 기술 발전 동향 doc_id CNTS-00118875832_1

4차 산업혁명은 디지털 혁명으로 일컬어지는 3차 산업혁명을 기반으로 디지털, 바이오, 물리학 등의 경계를 융합하는 기술혁명으로 모든 것이 연결되고(hyper connected) 보다 지능적인(intelligent) 사회로의 진화를 의미한다. 4차 산업혁명의 시작점으로 일컬어지는 정보통신기술(ICT)과 헬스케어(healthcare) 기술의 융합은 고령화와 만성질환자 증가에 따라 늘어나는 의료수요(Unmet Medical Need)를 충족시키고, 건강지출의 효율성을 제고할 뿐 아니라, 헬스케어 패러다임 변화를 촉진하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 학문간 경계를 허무는 융합 기술혁명의 핵심인 의료기기 산업은 3D 프린팅, 로봇 기술(Robot technology), 스마트 헬스케어(Smart healthcae), 인공지능(AI, Artifical intelligence), 빅데이터(Big data) 등과 융합하고 혁신적 의료 서비스를 제공하여 인류의 삶을 획기적으로 바꾸어 나갈 것으로 예상하고 있다. 최근 국내 의료기기 산업은 4차 산업혁명을 선도하는 핵심기술들과 빠르게 융합하면서 진일보하고 있다. ICT 기술과의 융합을 통한 응용 제품과 3D프린팅 기술을 활용한 개인맞춤형 의료기기에 이어 의료용 로봇과 수술기 그리고 인공지능 기반의 제품과 가상현실(VR, Virtual reality)/증강현실(AR, Augmented reality) 등 첨단 기술을 이용한 다양한 제품군으로 확대하고 있다. 기존의 전통적인 의료기기와는 달리 복잡해지고 다양화되는 추세가 지속되면서 의학, 전기전자, 기계, 광학 등 기술이 융합되는 특성을 보이고 있다. 전 세계적인 수명연장과 고령화의 진행은 의료 수요를 급속히 증가시키고 있으며, 첨단의료기기의 실용화로 치료에 앞서 예방을 통해 의료비를 절감시켜야 하는 국가적 과제로서 새로운 의료기기 산업성장의 기회가 되고 있다. 우리나라는 고령화 사회 가속화, 기대 수명의 증가, 질병의 다양화, 정책적 지원 등으로 의료기기 분야는 유망한 산업 중 하나로 확고히 자리를 굳혔다. 우리나라는 전 세계에서 가장 빠른 속도로 고령화가 진행 중이다. 2027년 노인인구 1000만 시대를 맞게 된다. 의료용 레이저는 국내의 시장 수요뿐만 아니라 세계 시장에 대해 접근할 수 있는 대표적 한국형 치료기기 분야이고 국내 중소기업의 시장이 이미 형성되어 있어 수출형 산업으로 발전할 가능성이 큰 분야이다. 치료를 위한 레이저 및 광기술의 안전성을 확보 및 효율성 향상을 위한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있으며 다양한 치료분야에서 핵심적인 원천기술 확보를 위해 노력하고 있는 실정이다. 국내에서도 전문 의료인이 사용할 수 있는 고출력 레이저 의료기기의 개발 기술은 세계 수준에 근접하였고, 광 펌핑용 전기에너지를 안정적으로 구현하는 전원장치와 펨토(10-15s)초의 초단펄스에서 수백 밀리(10-3s)초의 롱펄스 구현이 가능하게 되었으며, 빔 성형(shaping) 기술을 이용한 레이저 빔의 안정화가 이루어지고 있다. 또한 펨토초 레이저를 발생시키는 신소재 ‘맥신(MXene)’을 개발함으로써 국내 기술력으로 세계를 선도해 나갈 수 있는 분야가 될 것으로 전망된다. 선진국의 경우 고출력, 고효율 Diode 레이저 개발로 기존의 안과, 피부과 등, 그 외에 성형외과, 신경외과, 수술용 레이저시스템 산업 등으로 산업기반을 확대하고 있는 추세이다. 이와 반대로 국내 기업 중에 이루다의 경우는 저출력 레이저를 이용해 고효율을 내고자 국가 R&D 사업을 통해 ‘정밀치료용 비전시스템’을 개발 중에 있다. 고출력으로 환부가 아닌 다른 부위에 조사되는 영향을 줄이고자 수술용 내비게이션 기술을 개발하고, 치료에 적합한 최소의 에너지만을 환부에 조사하여 치료 효과를 극대화 하고자 목표하고 있다. 기술적으로 시술 부위 병변 특성 감지 및 파라미터 자동 제어 관련 기술의 핵심 기술을 개발 중인 것으로 판단되고, 이 기술 개발이 성공된다면, 의료용 레이저 분야에서 수술용 내비게이션 시스템을 이용한 레이저 자동 시술이라는 새로운 시장을 선도할 것으로 전망된다. 로봇 수술기는 고가의 장비·수술비용, 효용성 논란 속에서도 인간의 한계를 넘어서는 고정밀도·고난이도 기술이 필요한 시술에 활용되며 관련 제품시장이 지속적으로 성장하고 있는 분야이다. 수술로봇 시술의 안전성에 대한 논란이 있으나 이는 의료제품이라는 특수성 때문에 피해갈 수 없는 부분이라고 판단되며, 혁신기술이 고부가가치 제품산업을 창출하며 나타나는 대표적인 성장통이라 생각된다. 현재 최소침습술을 위한 복강경 수술로봇과 카테터 기반의 중재수술로봇, 인공 관절 수술을 위한 관절 수술로봇, 영상 정합 및 증강 현실 기술을 활용한 수술 내비게이션 분야에서 성장하고 있으며 뇌수술 및 신경외과 관련 수술 로봇 및 이강/비강/인후강 등의 인체 내 강을 활용한 다자유도 수술 로봇과 초정밀 안구 수술 로봇, 혈관 수술용 마이크로 로봇 관련 분야로의 확대 개발이 추진 중이다. 우리나라는 향후 로봇 수술기와 관련하여 좋은 상황을 맞고 있다. 아시아의 여러 국가들이 경제력 상승으로 인해 우수한 진료에 대한 고가의 비용을 기꺼이 지불할 수 있는 시장 환경이 조성되어 안전성 논란 속에서도 한국 및 아시아의 로봇 수술기 시장은 확대되고 있으며, 국내 의료인들의 매우 높은 임상적 능력과 더불어 로봇 수술기의 개발이 상승효과를 보일 것으로 기대된다. 또한, 수술로봇 제품을 선도하는 Intuitive Surgical은 보유 중인 원천특허의 만료에 맞추어, 의료·연구자·기업들을 포함하는 이해 당사자들에게 특허를 공개하고 협력을 강화하는 개방형 전략을 선언하였다. 이는 한국을 포함한 신규 또는 후발 주자들에게 제품 시장에 신규 진입하거나, 선두주자와 협력할 수 있는 기회가 열리고 있다는 것으로 파악된다. 우리나라는 로봇 수술기의 전방산업인 일반로봇산업 및 후방산업인 IT·의료에 있어 강점을 가지고 있지만, 자력으로 원천기술 연구결과를 획득하거나 상용화한 경험이 매우 부족하다는 약점도 가지고 있다.그러나 국가 R&D 사업을 통해 지속적으로 원천 기술 개발에 대한 투자가 이루어진다면 강점인 기술력을 앞세워 세계적인 기술 개발 및 제품 개발이 가능할 것으로 예측할 수 있다. 2016년 17억 달러의 인공와우 세계시장규모는 연평균 15% 성장하여 2021년 34억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망하고 있고, 국내시장규모는 2016년 487억원 규모에서 지속적인 증가세를 유지하여 매년 18.6%의 성장률을 보이고 있다. 국내시장이 세계시장보다 성장률이 높은 이유로는 의료보험 적용과 노인 및 난청 인구의 증가 때문이다. 현재 인공와우 세계시장을 선도하는 나라는 호주, 미국, 오스트리아 등이며, 특히 호주의 코클리어(Cochlear)사는 이식형와우시스템 국외시장의 약 53% 점유율을 보이고 있고 Med-EL사 가 28%, Advanced Bionics사가 대략 14%를 차지하고 있다. 이식형의약품주입펌프시장은 2016년부터 2021년까지 연평균 10.5% 성장하여 2016년 8.3억 달러에서 2021년 15억 달러에 이르게 될 전망이다. 암 치료, 홈케어, 만성질환 치료 등의 수요가 증가함에 따라 신약 개발과 함께 약물을 효과적으로 제어 할 수 있는 시스템 구축 등 관련 시장은 빠른 성장을 보이고 있다. 이식형기기 관련 국내 제조는 거의 없으며 수입에 의존하고 있는 실정이다.