듀켐바이오연구소는 4월 5일 대전 유성구 탑립동에서 산소-18 농축수 생산 설비 완공식을 갖고 본격 상용화 준비에 돌입했다. 듀켐바이오연구소는 2014년 12월 한국원자력연구원 양자광학연구부 정도영 박사팀이 개발한 레이저 이용 산소-18 농축수 생산기술을 현물 출자해 연구원의 세 번째 연구소기업으로 설립됐다.

산소-18(O-18)은 일반적인 물(H₂O)에는 0.2% 밖에 포함되지 않은 안정 동위원소로, 이를 98% 이상 농축시킨 것이 방사성의약품 원료로 사용되고 있다. 방사성의약품은 양전자 단층촬영 장치(PET-CT)에서 사용되며 주로 암을 진단하는데 사용돼 왔다가 최근에는 파킨슨 병이나 치매 같은 진단이 어려운 질병에 대한 진단 신약이 개발되면서 수요가 증가하고 있지만 국내에서는 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

듀켐바이오연구소가 이번 설비 구축을 통해 세계 최초로 상용화에 도전하는 기술은 광섬유 레이저를 이용해 산소-18 동위원소를 농축하는 공정으로, 어느 국가도 상용화를 이루지 못한 분야다.

연구소기업을 통해 세계 최초로 상용화되는 광섬유 레이저를 활용한 농축수 생산 기술은 특수 레이저를 활용해 동위원소를 생산하는 방법으로, 소규모의 생산설비에서 1시간 이내 농축수를 생산할 수 있다.

현재 산소-18 농축수는 미국, 일본, 이스라엘 등에서 증류법을 이용한 큰 규모의 공장에서 생산되고 있다. 완제품 생산에 1년 가까이 소요되며 설비가 중단없이 24시간 가동되어야하기 때문에 수요 맞춤형 생산이 어려울 뿐 아니라 설비 구축‧유지 비용으로 인해 생산비가 높다. 해외 생산 시설의 경우 100kg 생산설비 기준 120억원의 설비 구축비가 들지만 국내 신공정은 3-40억원에 불과하며 이로 인해 현재 생산단가를 반 이하로 낮춰 가격경쟁력을 확보할 것으로 전망된다.

레이저를 이용하는 산소-18 농축수 생산기술은 일본, 미국, 러시아 등에서 개발은 시도했지만 제품 출시를 통한 상용화는 이번이 처음이다. 우리 기술은 한국, 일본, 중국 특허 등록을 완료 했으며, 미국과 독일 특허도 상반기 중에 등록될 수 있을 것으로 보인다.

연구소에 따르면 산소-18 농축수 생산 설비 구축은 2단계로 진행될 계획이다.

1단계는 산소-18 재농축으로, 사용 후 농축도가 떨어져 기능을 잃은 기존 제품을 재활용하는 방식이다. 농축도 98%의 시판 완제품은 방사성의약품 제조에 사용된 후 농축도가 90% 이하로 떨어지게 되는데 이를 98% 이상으로 농축시켜 다시 사용할 수 있게 생산할 수 있다. 재농축 공정을 활용한 제품은 이번에 구축한 설비를 활용해 6월부터 생산 및 제품 출시에 돌입한다.

2단계는 자연성분이 0.2%인 산소-18을 50% 수준으로 농축하는 중농축 공정으로, 중농축으로 생산된 제품을 다시 1단계 기술인 재농축 공정에 투입해 98% 농축도의 완제품을 생산하는 방식이다. 듀켐바이오연구소는 2단계 중농축 생산설비 구축을 위해 2016년 하반기 신축 공장(대전 문지지구)을 건설하고 2017년 풀라인업을 구축해 해외 시장에 진출한다는 계획이다.

김종우 대표이사는 “국가 연구소의 원자력 기술과 바이오 의료기술이 접목된 융합기술의 사업화라는 점에서 의미가 크다”며 “우리 토종 과학기술을 활용해 세계 시장 첫 상용화에 도전하며 오는 2020년까지 연간 500억원 규모의 매출을 목표로 국내외 시장에 도전할 계획으로, 연구원과 지속적으로 기술협력을 추진해 나갈 것”이라고 말했다.