이 기사는 2026년09월08일 08시25분에 팜이데일리 프리미엄 콘텐츠로 선공개 되었습니다.
[이데일리 김진수 기자] 메신저 리보핵산(mRNA) 개념이 코로나19 백신에 적용돼 상업화까지 이뤄진데 이어 완전히 새로운 개념의 ‘암백신’에서도 성과가 나오면서 mRNA를 체내에 전달하는 지질나노입자(LNP) 기술에 대해서도 관심이 집중되고 있다. mRNA 제품 개발에 있어 LNP 기술은 필수적인 만큼 mRNA에 대한 기대감이 커질수록 LNP 시장도 성장할 것으로 예상된다.
mRNA는 특정 단백질을 만들기 위한 유전정보를 담은 물질이다. 하지만 분자 크기가 크고 친수성을 띄고 있어서 세포막을 통과하지 못한다. 따라서 mRNA를 그대로 투여하면 표적 세포에 도달하기 전 손실될 가능성이 크고, 세포 안에 들어가더라도 단백질 합성이 일어나는 세포질까지 이동하지 못해 효과를 낼 수 없다.
이때 필요한 것이 LNP다. LNP는 mRNA를 지질 성분으로 감싸 외부 효소와 물리·화학적 환경으로부터 보호하고, 세포가 입자를 흡수하도록 돕는다. 세포에 들어간 뒤에는 mRNA가 세포질에 도달하도록 지원한다. mRNA의 염기서열이 치료를 결정하고, LNP는 이 물질을 운반하는 역할을 담당하는 셈이다.
지질은 mRNA 봉입 엔도솜 탈출, 인지질과 콜레스테롤은 입자 구조와 안정성, PEG-지질은 입자 크기와 응집·체내 거동을 조절한다. LNP가 mRNA 전달의 유일한 방법은 아니지만 임상적으로 검증을 받은 체내 전달 방식이라는 점에서 가장 주목받는 방식이다.
LNP 상업화에서 가장 큰 과제는 입자를 얼마나 균일하게 대량 생산할 수 있느냐다. LNP는 지질이 녹아 있는 유기용매와 mRNA가 담긴 수용액을 빠르게 혼합하는 과정에서 형성되는데 유속, 유량비, 혼합 시간, 온도와 압력, 전단력 등이 조금만 달라져도 입자 크기 및 분포와 mRNA 봉입률이 바뀔 수 있다.
LNP 생산 과정에서 처리량을 높이기 위해 유속을 올리거나 유로를 넓히면 혼합 환경과 전단력이 달라진다. 이에 따라 입자가 불균일해지거나 mRNA가 손상돼 연구 단계에서 확인한 효능이 대량생산 단계에서 적용이 어려울 수 있다.
리서치 앤 마켓(Research and Markets) 보고서에 따르면, 글로벌 LNP 제조 시장은 2025년 9억7680만달러(약 1조4000억원) 규모로 평가됐다. mRNA 치료제 확대와 약물전달 기술 발전에 따라 시장 규모는 2035년 27억7000만달러(약 4조원)에 이를 전망이다. 해당 기간 연평균 성장률은 11%에 달한다.
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우리나라에서는 인벤티지랩(389470)과 멥스젠이 자체 LNP 제조 기술을 보유하고 있으며 실제 상업화 단계까지 나아갔다. 두 기업 모두 미세유체 기술로 LNP 제조의 재현성과 스케일업 문제를 해결했다는 점에서 공통점이 있다. 그 중에서도 인벤티지랩은 LNP 제형화부터 안정화·농축, GMP 생산과 CDMO까지 이어지는 ‘핵산의약품 특화 통합공정’에 강점이 있다.
멥스젠은 낮은 전단율과 동일 채널 병렬화, 교체형 칩을 통해 ‘약물 안정성·생산 확장성·제형 범용성’을 동시에 공략한다. LNP에 국한되지 않고 나노입자와 장기지속형 주사제용 마이크로입자까지 대응할 수 있어 장비가 적용될 수 있는 시장이 넓다는 점이 특징이다.
인벤티지랩, LNP 전 공정과 CDMO 연결
인벤티지랩은 독자적인 LNP 제조 플랫폼 ‘IVL-진플루이딕’을 보유하고 있다. 장기지속형 주사제 개발 과정에서 확보한 미세유체 공정과 장비 설계 노하우를 LNP에 적용했다. 핵산과 지질의 혼합 조건을 정밀하게 통제해 균일한 입자를 반복 생산하고, 연구 단계에서 확립한 제조 조건을 임상·상업 생산까지 연결하는 것이 핵심이다.
IVL-진플루이딕 기술을 접목한 장비가 ‘핸디진’ 시리즈다. 연구용 핸디진 랩, 임상시료 생산용 핸디진 GMP, 상업생산용 핸디진 커머셜 등의 라인업이 구축돼 있다. 인벤티지랩은 장비 판매와 리스뿐 아니라 제형 최적화, 공정개발, 임상시료 생산을 포함한 LNP 위탁개발생산(CDMO) 사업까지 연결한다. 유바이오로직스와 LNP CDMO 공동사업화 계약을 체결했고 큐라티스 오송공장에도 핸디진 시스템을 설치해 GMP 생산 기반을 확대할 계획이다.
IVL-진플루이딕의 강점은 공정을 연구 단계부터 상업생산까지 일관되게 적용할 수 있다는 점이다. LNP가 형성된 직후 용매 농도를 낮춰 입자를 빠르게 안정화하고, 스케일을 키우더라도 입자 크기와 균일성 변화를 최소화하는 방식이다. 실제로 인벤티지랩은 2026년 국제약물전달학회(CRS)에서 선형 mRNA와 자가증폭 mRNA, 원형 mRNA를 대상으로 연구용부터 상업생산용 핸디진까지 규모를 확대해도 입자 특성과 생물학적 활성이 유지된 것을 확인했다. 생산 수율은 최대 89%다.
이미 다수의 국책과제에 참여하며 실제 현장에서 확인됐다는 점도 강점이다. 인벤티지랩은 산업통상자원부의 mRNA 백신 제형화·대량생산 시스템 개발에 이어 한국형 ARPA-H ‘백신 탈집중화 생산시스템 구축’ 과제에 참여하고 있다. 인벤티지랩은 고품질 LNP 백신의 대량생산 공정과 장비 개발을 맡았다. 또 AI를 활용해 LNP 조성과 제조 조건을 자동으로 최적화하는 약 85억원 규모 산업부 과제도 주관하고 있다.
인벤티지랩 관계자는 “국내 사업화 뿐 아니라 기술이전도 확대할 계획이며 글로벌 제약사와의 협력도 지속 추진한다는 방침”이라고 말했다.
멥스젠, 칩 병렬화로 승부
멥스젠은 자동화 입자 제조 플랫폼 ‘나노칼리버’를 보유하고 있다. 나노칼리버는 독자적인 미세유체와 미세와류 기술을 이용해 LNP뿐 아니라 지질-고분자 나노입자, 고분자 나노입자, 마이크로입자 등을 생산한다. 제조하려는 입자에 맞춰 미세유체칩을 교체하는 방식이어서 하나의 장비를 다양한 약물전달시스템(DDS)에 활용할 수 있다.
가장 큰 차별점은 전단율 제어다. LNP 생산량을 늘리기 위해 유속을 지나치게 높이면 높은 전단력이 발생해 mRNA와 같은 민감한 물질의 구조와 기능에 영향을 주는데, 멥스젠은 약물별로 허용되는 전단율 범위에서 높은 혼합 효율을 확보하도록 미세유체칩을 설계했다.
스케일업 방식도 다르다. 하나의 채널에 더 많은 유체를 밀어 넣는 대신 연구 장비에서 사용한 동일한 미세유체 채널을 여러 개 병렬로 배치해 생산량을 늘릴 수 있다. 이론적으로 각 채널의 유속과 혼합 조건을 유지할 수 있어 생산 규모가 커져도 공정을 전면 재설계할 필요가 적은 것이다.
나노칼리버는 초기 스크리닝용 미니, 공정개발용 랩, 대용량 생산용 프로, 임상·GMP 생산용 모델로 구성된다. 2024년 랩 제품을 시작으로 2025년 GMP, 2026년 프로 모델을 순차적으로 출시하며 제품군을 확대했다.
멥스젠은 장비 판매를 중심으로 글로벌 시장을 공략하고 있다. 미국에 멥스제너스 법인을 설립하고 보스턴과 실리콘밸리를 거점으로 제약사·바이오텍, 대학·연구기관, CDMO를 대상으로 평가와 데모를 추진하고 있다. 올해는 ‘나노칼리버 프로’를 공개하고 존슨앤드존슨과 일라이릴리 등 글로벌 제약사와 개별 미팅도 진행했다.
멥스젠 관계자는 “일본에서는 현지 파트너사를 통해 대학 및 제약사를 대상 나노칼리버 도입 논의를 확대 중”이라며 “단순 연구장비를 넘어 신약개발 초기 제형 연구부터 공정개발, 스케일업 및 GMP 생산까지 연결하는 통합 DDS 제조 플랫폼으로 자리매김할 것”이라고 말했다.
