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[IT뉴스]나노종합기술원, 차세대 암진단 디지털 PCR 핵심부품 국산화 성공

온카뱅크관리자

2025-12-07 12:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 반도체 공정 기반 '마이크로웰 디스크' 양산기술 확보…조기 암 검출 기술 상용화 본격 추진 
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 나노종합기술원이 디지털 PCR 장비의 핵심 부품인 '마이크로웰 디스크' 제조공정의 스케일업과 기술이전을 완료하며, 차세대 암진단 장비 상용화에 성공했다.
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 반도체 임프린팅 공정기술을 적용한 국산 양산 플랫폼을 구축해 암 유전자 변이를 극미량까지 정밀 검출하는 고감도 PCR 기술을 확보했다는 점에서 의미가 크다.
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 <img alt="마이크로웰 디스크 및 제조 기술에 대해 간략히 설명한 그림. 과기정통부 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/07/akn/20251207120214321boep.jpg" data-org-width="567" dmcf-mid="WZNUajnQgE" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/07/akn/20251207120214321boep.jpg" width="658">
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 마이크로웰 디스크 및 제조 기술에 대해 간략히 설명한 그림. 과기정통부 제공
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 '디지털 PCR'은 극미량 유전자 변이를 초고감도로 분석해 조기 암 진단에 활용되는 차세대 정밀 진단 기술이다. 나노종합기술원과 디지털 PCR 기반 정밀의료 진단기업 레보스케치는 2021년부터 관련 기술 개발과 임상 검증을 추진해 왔다.
 과학기술정보통신부는 나노종합기술원이 레보스케치에 '마이크로웰 디스크 및 제조 방법' 기술을 이전하고 공동 양산 체계를 구축한 결과, 연 100만개 양산과 99% 생산수율을 달성 가능한 제조 기반을 마련했다고 밝혔다.
 반도체 임프린팅 공정으로 수만 개 웰 '한 번에' 형성
 마이크로웰 디스크는 100~200마이크로미터(㎛) 크기의 음각 웰을 수만 개 배열한 디지털 PCR 핵심 부품으로, 시료 속 유전자를 각각의 웰에 고립시킨 뒤 증폭 여부를 확인해 정밀 분석을 수행한다.
 나노종합기술원은 반도체 MEMS(미세전자 기계시스템) 기반 나노 임프린팅 기술을 적용해 금형 패턴을 곡면 내부에 직접 전사하는 방식으로 웰 구조를 대량 형성하는 데 성공했다. 이 과정에서 원심력을 이용해 시료 용액을 웰 내부에 안정적으로 응집시키는 방식의 원심력 기반 디지털 PCR(Centrifugal Digital PCR) 기술을 세계 최초로 구현했다.
 기존 글로벌 업계는 디지털 PCR을 암 유전자 변이 검출용 진단기기로 상용화하기 위해 경쟁했지만, 극미량 시료를 매우 작은 마이크로웰에 안정적으로 담는 정밀 패터닝 기술이 기술적 난관으로 지적돼 왔다. 나노종합기술원의 곡면 임프린팅 기반 웰 성형 방식은 이러한 병목을 해결한 기술적 돌파구로 평가된다.
 기존 PCR 대비 1000배 민감도…레인 문제 해결로 분석 신뢰성 향상
 이번 기술이 적용된 레보스케치의 디지털 PCR 장비 '디지쿼크(digiQuark)'는 기존 PCR 대비 약 1000배 높은 민감도로 암 유전자 분석과 조기 암 진단이 가능하다. 특히 글로벌 경쟁 제품에서 빈번히 나타나는 신호 증폭 여부가 불명확하게 겹치는 현상인 '레인 문제(Rain Problem)'를 원천적으로 해결해 극미량 유전자 변이도 명확한 신호로 구분할 수 있게 했다.
 해당 기술 성과는 2024년 5월 국제 학술지 '네이처 사이언티픽 리포트(Nature Scientific Reports)' 14권(11522)에 게재됐으며, 올해 9월부터 미국 하버드 의과대학(Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School)에서 다인종 대상 조기 암 검출 연구 핵심장비로 활용되는 등 글로벌 기술력을 입증하고 있다.
 기술개발-실증-양산 연계…공공나노팹 기반 기술사업화 성공 모델
 이번 상용화는 2021년 나노종합기술원의 '혁신기업 양산시제품개발사업'과 2024년 과학기술정보통신부 '국산연구장비 기술력강화사업' 지원을 기반으로, 기술개발·시제품 실증·양산 스케일업으로 이어진 기술사업화 사례다. 정부는 공공 나노팹 인프라를 통해 기업과 공동 개발한 원천기술이 실제 산업화로 이어졌다는 점에서 의미를 부여했다.
 이강우 과기정통부 원천기술과장은 "이번 기술이전과 디지털 PCR 개발은 공공 인프라를 활용해 기업과 함께 연구개발 성과를 실제 사업화로 연결한 사례"라며 "앞으로도 국내 기업의 기술 자립과 글로벌 경쟁력 확보를 지속 지원하겠다"고 밝혔다.
 박흥수 나노종합기술원장은 "기술개발, 실증, 양산화 단계가 유기적으로 연계돼 결실을 맺은 모범적 성과"라며 "반도체 공정 기반 응용기술 플랫폼을 통해 지속적인 기술사업화를 이끌겠다"고 강조했다.
 이성운 레보스케치 대표는 "지난 5년간의 협력이 없었다면 핵심부품 양산 기술 확보는 어려웠을 것"이라며 "이번 기술이전 기반 위에서 하버드 의대 공동연구는 물론 글로벌 정밀의료 시장에서 K-바이오의 경쟁력을 보여주겠다"고 말했다.
 디지털 PCR 기술은 초고감도 DNA 분석과 정밀한 변이 검출 기반으로 조기 암 진단, 표적 치료 효과 모니터링, 개인 맞춤형 정밀의료 분야에서 활용 가능성이 높다. 마이크로웰 디스크 제조공정의 국산화와 대량 생산 역량 확보는 해외 의존도가 높은 핵심부품 기술 자립을 달성하며, 국내 의료기기 산업 경쟁력 강화와 수출 확대까지 기대할 수 있다는 평가다.
 김종화 기자 justin@asiae.co.kr
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