마이크로디지탈 : 세포배양기(바이오리액터) + 일회용 세포백 국산화 선도

이전에 바이넥스를 공부하면서, 주요 바이오 CMO 기업들이 대규모로 설비를 투자하고 있는 것을 살펴볼 수 있었습니다. 바이오의약품 산업은 날이 갈수록 성장을 거듭하는 산업인데다가, 바이오시밀러까지 합세하면서 CMO 기업들에 대한 수요가 나날이 증가하고 있는 것입니다. 바이오의약품의 증가하는 수요를 기본으로 깔고 가고, 바이오시밀러의 폭발적인 성장을 앞두고 있어 CMO 업체들의 전방 산업의 현황은 호황인 것 같습니다.

다만 'CMO 기업들에 투자할 것인가'를 결정할 때에는 업황 호황과는 별개로, 과잉 설비 투자로 인한 리스크도 고려해봐야 한다고 생각됩니다. 분명 CMO 업체들의 전방인 바이오의약품+바이오시밀러 산업의 성장이 가파른 것이 사실이지만, 동시에 주요 바이오 CMO 기업들이 설비를 대규모로 투자하면서 공급이 크게 늘어나고 있는 상황이기 때문입니다. 위의 보건복지부 자료에 따르면 굉장히 대규모로 백신 및 바이오의 생산설비에 투자가 진행되고 있고, 이러한 투자는 추후 과잉 공급으로도 이어질 수 있는 사안이라 생각됩니다. 분명 이러한 공급과잉을 넘어서 초과수요의 상황에 처하면 CMO 기업들의 이익도 증가할 수 있겠지만, 반대로 초과공급의 상황에 처하면 수익성에 크게 악화될 위험을 배제할 수 없는 것입니다.

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그러한 점에서 주요 CMO 업체들에게 공급하는 바이오 소부장에 주목할 필요가 있다고 생각됩니다. 주요 CMO 업체들이 대규모로 설비투자에 나서고 있는만큼, 설비투자 증가에 따른 수혜를 바이오 소부장들이 받아먹을 가능성이 높다고 생각되기 때문입니다. 나아가 바이오 산업는 반도체 산업과 마찬가지로 국산화를 위해 노력하고 있는데, 바이오 소부장의 국산화 노력도 투자아이디어의 플러스 알파가 될 가능성이 높다고 생각됩니다.

바이오의약품은 특징에 따라 생산 프로세스가 차이가 있으나, 대략적으로는 크게 Upstream(세포배양공정)과 Downstream(수확/정제 /DS) 공정, 그리고 Fill and Finish로 구분할 수 있습니다. Upstream 공정에서는 세포를 배양공정을 통해 상업화가 가능할 정도로 증식시키고, Downstream에서는 이렇게 증식시킨 세포를 추출하여 적정 농도를 맞추고, 세균 및 불순물을 제거하여 의약품화 시키며, Fill and Finish 공정에서는 원료의약품을 액상 또는 동결 건조 형태로 가공한 후에 용법에 맞도록 포장하는 단계입니다.

이러한 바이오 공정 중에서 동사는 Upstream의 세포배양기의 국산화를 선도하고 있는 기업입니다. 물론 동사는 세포배양 사업 이외에도 진단사업도 영위하고 있지만, 많은 투자자분들이 세포 배양사업을 중점적으로 살펴보고 있기에 이 점을 위주로 살펴보려 합니다.

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세포배양기(이하 바이오리액터)는 세포를 배양할 때 환경적 요인을 세포에 최적화시켜주어서 균일한 세포 배양을 유지하도록 도와주는 기기입니다. 생체 내에서 세포를 증식시키는 방법이 있지만, 증식시키는 데에는 굉장히 시간이 오래걸려서 상업화하기에는 부족하다는 단점이 있습니다. 때문에 이러한 생체 내 화학반응을 바이오리액터의 용기에서 재현하여 세포를 양산가능할 정도로의 대량증식을 빠르게 가능토록 하는 것입니다.

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기존에는 고정식 스테인리스의 바이오리액터가 대량 생산에 용이했기 때문에 바이오리액터 자체를 크게 만들어 많이 생산해내는데에 초점을 뒀습니다. 한 번 세포배양을 끝내고, 세척을 통해 재활용하는 것입니다. 그러나 최근에는 스테인리스 용기의 세척 과정에서 컨탬(Contamination; 오염)의 가능성도 있고, 세척 과정에서 걸리는 시간(1~2일)을 효율적으로 줄이기 위해서 일회용 바이오리액터가 등장하고 있습니다. 특히 소규모 다품종으로 변화하고 있는 바이오의약품 산업이기에, 소량 생산에 용이하고 세척 과정이 필요 없는 일회용 바이오리액터의 상업용 수요도 계속해서 증가되리라 예측됩니다.

동사의 일회용 바이오리액터를 보다 더 잘 이해하기 위해서는, 아래와 같이 바이오리액터에 대한 이해가 선행되어야 합니다. 바이오리액터가 세포를 배양하는 방식에 대해 살펴봅시다.

맨 처음 세포를 배양하기 시작할 때에는 세포가 적은 규모로 있기에, 작은 플라스크 용기에서부터 배양을 시작합니다. 그러다가 세포가 점점 자라면 Rocking Motion 타입이라는 배양기에서 배양을 시작하는데, 일반적으론 25L~50L를 배양하게 됩니다. Rocking Motion 타입은 양쪽 끝이 시소처럼 위아래로 움직이면서 세포를 배양하는데, 산소나 이산화탄소, PH 농도를 꾸준히 유지하기 위해서 시소와 같이 위아래 운동을 통해서 세포에 최적인 환경을 제공해주는 것입니다. 다만 시소처럼 위아래로만 움직이기에 믹싱 시스템이 제한적입니다.

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그리고 그 이상 용량이 늘어나면 STR 타입으로 세포를 배양합니다. 대양 배양이 가능한 구조라는 것입니다. STR 타입의 경우 믹서기처럼 임펠러라는 회전날이 존재하고, 이 회전날이 돌아가면서 믹싱을 시켜주는 구조입니다. 그런데 회전날로만 믹싱을 하다보니 세포가 스트레스를 받고 데미지를 받기도 하는 단점이 있습니다.

일반적으로 세포 배양기는 위와 같이 Rocking Motion과 STR 타입으로 구분되는데, 동사가 새로이 개발한 세포배양기 장비(Free Rocking)는 이러한 장비들의 장점만 가져온 장비입니다. 즉, ① 헤드에 해당하는 부분이 상하좌우 대각선으로 움직여서 믹싱이 더 자유롭고, ② Rocking Motion 타입에서 구현이 불가능했던 1,000L급 대용량까지 배양이 가능하고, ③ 임펠러라는 회전날이 존재하지 않아 세포가 스트레스를 덜 받는다는 장점이 있는 것입니다. 나아가 Rocking Motion 타입에서 STR 타입으로 넘어가는 데에도 환경이 바뀌기에 세포가 스트레스를 많이 받는데, 동사가 개발한 세포배양기는 Rocking Motion 타입에서 STR 타입으로 전환시킬 필요가 없어 세포가 스트레스를 덜 받을 수 있는 것입니다.

가장 중요한 점은 동사가 새로이 개발한 세포배양기가 기존 세포배양기와 비교해서 준수한 성능을 가지고 있냐일 것입니다. 동사는 동사의 세포배양기 성능을 검증하기 위해 정부의 지원을 받아 연세대학교 측에 의뢰를 하여 비교 테스트를 진행하였고, 그 결과 동사의 세포배양기 성능이 매우 준수한 것으로 나타났습니다. 즉, 생존세포농도, 생존율, 항체농도, 단백질 순도, 단백진 품질 모두 기존의 플라스틱 배양 용기 대비 비슷한 성능을 보이거나, 오히려 보다 뛰어난 성능을 보이고 있는 것입니다.

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※ 플라스틱 배양용기가 가장 배양성능이 좋기 때문에, 동사는 동사의 배양기와 플라스틱 배양용기를 비교하는 작업을 진행했습니다. 나아가 대조군의 바이오리액터와 비교하는 실험에서는 5일 치의 자료만이 제시되어 있는데, 이는 대조군의 바이오리액터는 장기간 배양이 어려워서 5일 치로만 비교 실험을 진행한 것입니다.

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동사의 제품군은 앞서 설명했던 바이오리액터(CELBIC Systems) 장비와 함께 일회용 배양백(3D 및 2D 백)이 있습니다. 바이오리액터 장비(CELBIC Systmes)의 경우 5L는 6,000만 원 정도의 가격이며, 1,000L는 5억 원 정도로 판매하고 있습니다.

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일회용 배양백은 크게 3D백과 2D백으로 구분할 수 있습니다. 먼저 3D 백은 세포 배양기 안에 들어가는 세포 배양 용도의 백이고, 2D 백은 그 외에도 세포를 보관하거나, 배지를 보관하거나, 세포를 옮기거나 얼려서 보관할 때 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 백입니다. 일회성 백 소모품 같은 경우, 작은 것은 5~60만 원에서 1,000L급은 500만 원 정도로 판매하고 있습니다. 교체주기는 5일에서 2주 내지입니다.

위의 그래프는 연간 소모품 매출 민감도를 분석한 예상 표입니다. 25L 장비를 1대 판매할 경우 연간 소모품 매출이 7.3억 나올 수 있고, 1,000L 장비를 10대 판매할 경우 소모품 매출이 36억 나올 수 있는 구조입니다. 다만 세포를 배양할 때 최종 목표가 1,000L 배양이라면, 바이오리액터 장비 1,000L 1개만 구매하는 것이 아니라 앞에 있는 25L, 50L, 100L, 200L, 500L도 각각 필요하게 됩니다. 따라서 일반적으로 1,000L를 배양하기 위해선 각각 용량의 장비도 함께 판매되기에, 25L~1,000L까지 각각 10대의 장비를 판매하면 소모품 매출은 108억 정도가 발생 가능한 것입니다.

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아직까지는 동사가 목표했던 마진율( 매출총이익률 기준 장비 3~40%, 일회용 소모품 5~60%) 까지 올라와있지 않습니다. 최대한 동사의 장비를 우선적으로 시장에 진입하기 위해서 낮은 마진으로 공급하고 있고, 소모품 백 같은 경우에도 아직까지는 공장이 가동되지 않고 있기 때문입니다. 다만 일회용 바이오리액터에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있기에, 향후 고객사가 증가할 수록 마진은 정상화될 것으로 추정됩니다.

현재 일회용 바이오리액터를 판매한 회사는 딱 2개 기업으로, 프레스티지바이오파마와 바이오노트 2개 기업에 불과합니다. 다만 현재 10개 정도의 회사에서 테스트를 하고 있고, 10개 회사는 테스트를 대기하고 있는 상황입니다. 나아가 10개 정도 회사는 데모가 종료된 상황으로, 충분히 프레스티지바이오파마와 바이오노트 2개 기업 이외로도 매출처가 확장될 가능성이 높다고 생각됩니다.

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일회용 바이오리액터의 특성상 대규모 CMO 업체는 사용하지 않고, 소규모 CMO 업체라도 기존의 바이오리액터 제품을 한 번에 바꾸기는 어렵습니다. 이 때문에 동사는 최대한 CMO업체 등의 신규 라인에서 동사의 제품을 납품하기 위해 노력 중입니다.

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동사는 최근 2~3년 간 관련 생산 CAPA를 공격적으로 늘렸는데, 현재 동사의 CAPA는 매출액 기준 4~500억 수준입니다. 동사의 장비 모두 어셈블리 방식이고, 생산 CAPA는 공간과 인력만 있다면 바로바로 늘릴 수 있는 구조이기에 단기적으로 대량 수주가 들어오면 CAPA를 늘리는 것은 어렵지 않은 것으로 알려졌습니다.

물론 동사는 이러한 사업구조에도 불구하고 아직까진 매출액과 영업이익이 대규모로 증가하고 있는 기업은 아닙니다. 오히려 국산화한 바이오리액터 사업이 제대로 풀리지 않을 경우, 이와 같은 영업 적자는 지속될 가능성이 높습니다. 특히 바이오 리액터의 경우 레퍼런스가 매우 중요하게 작용하기에, 동사의 제품을 CMO 업체 등이 곧바로 대규모로 설치하는 것은 굉장히 어려운 이야기라고 생각됩니다.

마이크로디지탈, 바이오 소부장 국산화…셀트리온에 '더백' 공급 (서울=뉴스1) 김태환 기자 | 국내 대표 바이오 소부장 기업 마이크로디지탈(305090)이 26일 셀트리온에 '더백' 공급을 시작한다고 밝혔다.더백은 바이오 의약품 생산에 필요한 '일회용 백'(Single Use Bag)이다. 세포 및 배지 등의 저장, 샘플 채취, 믹싱 등 광... 김태환 뉴스1

그러나 정부에서도 바이오리액터를 필수적으로 내재화해야 할 장비라고 파악하고 지원을 아끼지 않고, 일회용 세포배양기의 시장이 지속적으로 성장하고 있는만큼 주목이 필요하다 생각됩니다. 특히 동사는 최근 셀트리온에 일회용 세포백인 '더백'을 공급할 예정이라 밝인만큼, 바이오 소부장에 대한 국산화가 지속적으로 진행되리라 생각됩니다. 셀트리온과의 레퍼런스를 토대로 CMO 업체 등으로 동사의 장비가 납품된다면, 대규모로 동사의 장비가 채택될 가능성도 있는만큼 동사의 뉴스 플로우를 지속적으로 관찰할 필요가 있다 생각됩니다.