매트릭셀바이오는 재생의료·신약평가·조직공학을 위한 조직공학 솔루션 전문기업이다. 매트릭셀바이오는 하이드로젤과 바이오잉크와 관련된 바이오펜, 바이오잉크 혼합기, 바이오프린터, 바이오리액터 장비를 제품으로 제공하고 있다. 서울과학기술대학교 화공생명공학과 교수인 노인섭 대표가 2021년 10월에 설립했다.
“서울과학기술대학교에서 3D 바이오프린팅 조직공학과 의료용 고분자 생체재료(바이오잉크)를 주제로 30여년 연구를 해왔습니다. 그 과정에서 세포와 재료를 어떻게 혼합하고, 어떤 모드로 환부에 조직공학 제품을 이식하느냐에 따라 재생의료 제품의 성공이 결정되고, 이는 표준공정으로 대량생산 되어야 사업화로 이어질 수 있다고 느껴왔습니다. 조직공학 재생의학 분야의 산업현장과 연구 현장에 도움이 되기 위해 조직공학 소재-부품-장비 개발을 시작하였고, 이를 기반으로 설립된 것이 바로 매트릭셀바이오입니다. 매트릭셀바이오는 소재-바이오프린팅 조직공학 장비가 수직적으로 연계되는 조직공학재생의학 플랫폼 회사입니다.”
보유한 아이템은 바이오프린팅 조직공학재생의학과 서로 관련된 아이템들로 구성되어 있다. 바이오잉크 하이드로젤은 히알루론산, 젤라틴, 셀룰로오스, 키토산, 알지네이트 등과 같은 다양한 생체고분자 소재를 이용하여 제조된 생체적합이 우수하고, 세포와의 혼합이 가능하고, 바이오프린팅이 가능한 의료기기다.
바이오워크 펜은, 바이오잉크의 구성성분인 하이드로젤과 세포, 생체활성물질, 입자 등을 균질하게 혼합하면서 직접 생체 내에 바이오프린팅 할 수 있는 무선 디지털 방식의 이동형 3D 바이오프린터다. 기존에 수작업을 디지털로 전환한 장비다. 손으로 잡고 환부에 직접 프린팅할 수 있으며, 롤러 헤드의 컨트롤러를 이용하여 프린팅 노즐 바늘을 환부의 형태에 따라 맞춤 적용할 수 있다. 화상과 같은 대면적 상처와 연골과 같은 불규칙한 결손 부위에 모두 적용이 가능하고, 이는 야전병원과 같은 응급센터에서 환자의 상처 부위와 상처 정도에 따라 환자맞춤형으로 사용하는 장비다.
바이오잉크(젤) 혼합기는 바이오잉크의 구성성분인 세포, 생체활성물질, 하이드로젤을 기계적 표준공정으로 균질하게 혼합하는 장비다. 기존 수작업으로 바이오잉크를 혼합하던 공정에서 발생되는 연구자의 숙련도에 따라 물성이 일정하지 않은 문제점을 마이크로 컨트롤 디지털 공정으로 표준화하여 누구나 일정하게 균질한 바이오잉크를 제조할 수 있고, 바이오잉크 내 세포의 생존율을 극대화하는 장비다.
바이오프린터는 바이오잉크 구성성분을 프린팅하는 공정 중에 균질 혼합함과 동시에 정밀 프린팅을 통해 조직공학 구조체를 제조할 수 있는 장비다. 스크루 압출 시스템으로, 세포 생존율 제어와 최적화를 할 수 있고, 4축 구동 3D바이오프린팅 시스템을 적용하여 다공성 튜브 구조체를 제조할 수 있다.
바이오리액터는 환자의 보행을 모사하면서 조직공학 구조체에 압축 자극을 전달하여 환자 맞춤형 생체모사 조직재생 장비다. AI 자동화를 통하여 높은 정확도와 신뢰성 있는 바이오데이터를 얻을 수 있으며, 실험당 여러 개의 샘플을 동시 적용할 수 있다.
약물전달용 젤의 정량분주기 장비는 상업용 세포배양 웰플레이트의 각 웰에 바이오잉크(젤)을 연속적으로 분주하는 장비로서, 디지털 제어로, 높은 정밀도로 약물봉입 젤을 정량분주 할 수 있다.
“매트릭셀바이오 제품군의 경쟁력은 조직공학재생의학과 관련된 바이오젤 소재부터 장비까지 전 공정을 수직-수평 계열화 하여, 수작업을 배제한 디지털 장비와 표준공정을 제공할 수 있다는 점입니다.” 노 대표는 “생체재료, 약물전달체, 조직공학, 세포치료제 등 재생의학 분야에서 현재 연구자·임상의가 겪는 가장 큰 문제인 바이오데이터 재현성과 제품화에서 요구되는 공정 문제를 해결하는 플랫폼 기술을 제공하고 있는 점이 강점”이라고 강조했다.
“예를 들면, 현재는 바이오프린터를 이용하여 특정 구조를 프린팅하여 제조하는 조직공학에서는 바이오잉크를 혼합하여 주사기에 주입하고, 주사기를 프린터에 장착하여 프린팅하여 조직공학구조체를 제조하고 있습니다. 그런데 바이오잉크의 혼합이 연구자의 숙련도에 따라서 혼합 결과가 달라지는 문제점이 있는데, 핸드헬드 디지털 바이오 펜은 무선·디지털 제어를 통해서 기계적으로 일정한 공정으로 바이오잉크 성분을 혼합하면서 세포의 생존성을 극대화할 수 있기 때문에 연구자의 숙련도와는 무관하게 혼합하고, 프린팅할 수 있습니다.”
노 대표는 “어느 연구자가 바이오펜을 사용해도 동일한 바이오데이터를 얻을 수 있기 때문에 바이오잉크와 조직공학제품을 다루고 분석하는 파라미터를 줄일 수 있다”며 “바이오펜은 손으로 사용하여 환부에 직접 적용하기 때문에 타사의 고정형 바이오프린터 제품과는 가장 뚜렷하게 구분되고, 사용처도 전쟁-응급센터-비정형(연골, 피부, 골 등) 조직재생 등에서 활용되는 현장형(point-of-care) 기기”라고 말했다.
또한, 매트릭셀바이오도 고정형 바이오프린터 제품을 보유하고 있는데, 타사의 주사기 내 바이오잉크를 밀어내는 정적 구동의 바이오프린터와는 다르게, 매트릭셀바이오 프린터는 무선으로 압출기 노즐을 통과하는 과정에서 다양한 점도의 바이오잉크를 노즐에서 균질하게 혼합하면서 프린팅을 디지털 공정으로 조절하기 때문에 세포 생존성을 극대화 하면서 조직공학 구조체를 제조하는 차별성을 가진다.
바이오잉크 혼합기는 다양한 점도의 하이드로젤에 세포·약물·입자를 균일하게 기계 공정으로 섞어 주는 무선·디지털 제어 장비로, 세포, 생리활성물질들을 하이드로젤 네트워크에 균일한 분산과 세포의 생존성이 최대가 될 수 있도록 기계공정으로 조절할 수 있다. 이러한 기술은 바이오펜, 바이오프린터, 바이오잉크 혼합기에 모두 적용되어 약물전달체, 3D 세포배양·신약 후보 물질 테스트 및 QC와 오가노이드·제조 장비와 소재로 적용된다.
“매트릭셀바이오는 소재부터 혼합·분주·프린팅·기계적 자극까지 이어지는 하나의 디지털 소재-부품-장비 플랫폼을 구축하여, 재생의료·조직공학 연구자들이 겪는 ‘불균일·비재현성·현장제약’ 문제를 통째로 줄이려는 회사라는 점에서 타사 대비 경쟁력을 갖추고 있습니다.”
창업 후 노 대표는 “개발한 기술을 기반으로 제품화되고 성능을 구현하는 것을 동료들과 함께하는 것이 큰 보람”이라며 “시장에 진입하는 과정을 보면서 협업의 중요성과 제품이 고객에게 가치를 전달하는 과정이 뿌듯하다”고 말했다.
매트릭셀바이오는 노 대표를 포함하여 총 6명으로 구성된 부설연구소에서 연구소장을 중심으로 연구개발을 하고 있다. 의공학전공의 연구원이 기술개발을 진행하고 있으며, 미국 대학에서 프리메디를 전공한 연구원이 연구를 지원하고 있다. 또한 미국 대학에서 경영학을 전공한 연구원이 마케팅을 담당하고 있으며, 사내의 원활한 운영을 위한 매니저가 행정 지원을 하고 있다.
“서울과학기술대학교 학위과정 학생들 및 수석연구원과 협업하여 제품개발에 힘쓰고 있습니다. 경영팀의 박사, 기술이전 전문가와 특허법인 변리사와 협업하여 지식재산권 확보와 활용, 보호에도 노력 중입니다.”
앞으로의 계획에 대해 노 대표는 “현재 매트릭셀바이오는 바이오 펜과 바이오잉크 혼합기를 중심으로 연구용 장비 판매를 시작했으며, 의료용 제품으로 확장하기 위해 전임상 평가를 진행하고 있다”며 “연구용 제품의 글로벌 확산 시스템을 구축하고, 개발한 각 장비들을 의료기기로 허가받기 위하여 노력할 것”이라고 말했다.
설립일 : 2021년 10월
주요사업 : 조직공학 소재(바이오잉크)와 바이오 플랫폼 장비 판매
성과 : 2025년 JASIS 2025(일본), KHF2025(서울 COE), KIMES BUSAN 2025 참여
이진호 기자 jinho2323@hankyung.com
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