2030년 467억달러로 성장 … 일본 화학기업들 자재 개발 경쟁
 

일본 화학기업들이 바이오 의약품 제조용 세포배양 자재 사업을 육성하고 있다.
세포배양 자재 시장은 일본 정부가 2026년 3월 세계 최초로 유도만능줄기세포(iPS) 기반 치료제를 조건부 승인하면서 수요 확대를 기대하고 있다.
글로벌 인포메이션(Global Information)에 따르면, 세계 세포배양 시장은 2025년 313억달러(약 47조3400억원)에서 2030년 467억달러(약 70조6300억원)로 49.2% 성장할 것으로 예상된다.
특히, 세포가 만드는 단백질을 약으로 활용하는 항체 의약품과 백신과 세포 자체를 약으로 쓰는 세포・유전자 치료 등 새로운 모달리티(치료 수단)가 등장하면서 세포배양 시장이 활기를 띠고 있다. 
시장이 확대되면서 세포 대형화와 배양 효율화도 요구되고 있다. 보통 세포는 약 10마이크로미터 정도이나 구형으로 모아 직경 약 200마이크로미터의 대용량 세포 응집체(스페로이드)를 형성하면 인체 장기 유사체인 미니 장기와 암세포를 모방할 수 있어 신약 개발에 활용할 수 있다.

먼저 시장에 진출한 일본 미쓰이화학(Mitsui Chemicals)과 쿠라레(Kuraray)는 스페로이드 수요에 대응하기 위해 신제품 개발을 서두르고 있다. 
미쓰이화학은 2025년 TPX(PMP: Polymethylpentene)를 바닥면에 채용한 2D 배양 플레이트 출시에 이어 2026년에는 스페로이드 배양에 적합한 3D 배양 플레이트를 개발해 9월 이후 출시할 예정이다. 
TPX는 PS(Polystyrene)의 약 190배에 달하는 산소 투과성이 가장 큰 특징이며 구형으로 자기 조직화한 스페로이드가 성장하면서  발생하는 중심부의 산소 부족 문제 해결에 기여할 것으로 기대되고 있다. 
비장의 β 세포로 실험한 결과 PS 플레이트로 만든 스페로이드는 1일 만에 현저한 중심부 괴사가 나타났으나 TPX 3D 플레이트는 적절하게 산소가 공급돼 기존에는 어려웠던 500마이크로미터 스페로이드 생성에 성공했다.
쿠라레는 적극적으로 글로벌 사업화를 추진하고 있다.
배양 스캐폴드 소재인 PVA(Polyvinyl Alchol) 기반 마이크로캐리어를 미국과 일본에서 출시했으며, 2026년에는 동아시아와 유럽연합(EU)에서도 판매할 계획이다.
교토(Kyoto) 대학교와 공동으로 스페로이드 제작에 적합한 부직포제 배양 자재 개발에도 착수했다. EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol) 섬유를 사용하며 스팀 제트법으로 열을 가해 섬유끼리 접착시켰다. 표면만 융착되는 PET(Polyethylene Terephthalate)와 달리, 증기가 중심부까지 도달해 융착돼 부직포 내부 구조가 균일화되고 견고한 공극을 형성하기 때문에 안정적인 환경에서 스페로이드 배양이 가능하다.
후발주자인 덴카(Denka)는 3년 내 세포배양 자재 시장 진출이 목표이다. 
덴카는 간엽계 간질세포(MSC)의 골아세포와 지방세포 분화에 유효한 세포배양 자재를 개발했다. 
고분자 사슬이 고리형 α-사이클로덱스트린(Cyclodextrin) 유도체의 빈 부분을 관통하는 초분자 폴리머 폴리로탁산(Polyrotaxane) 소재를 자재 표면에 코팅한 자재로 축을 따라 고리형 분자가 자유롭게 이동하며 세포 골격계에 작용해 세포의 접착・증식・분화 기능을 조절한다.
시장에 유통되는 배양 자재는 대부분 세포의 접착성에 집중하고 있다. 반면, 덴카의 개발제품은 분화 유도를 촉진할 수 있는 것이 강점이다. 일반적으로 약 2주 걸리는 배양 기간을 30% 단축할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 샘플 공급에 착수했으며 미분화 세포의 분화능 품질 평가에서 반응이 좋은 것으로 알려졌다.
도소(Tosoh) 역시 독자 개발한 배양 자재를 2027년까지 출시할 계획이다. 
도소는 2차원의 배양 작업성과 3차원의 조직 구조적 장점을 겸비한 2.5차원 배양 자재를 개발했다. 
3차원 배양은 세포 간 결합이 무작위로 발생해 크기와 형태가 불균일해지고 배양 효율이 떨어지는 문제가 있으나, 도소 개발제품은 폴리머 설계와 표면 개질 기술을 응용해 용기 바닥면에 세포의 접착과 비접착 영역을 구분했으며 접착 영역에서 스페로이드를 3차원 형성한다.