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질병 알려주고 각막 치료까지하는 기능성 렌즈 특허가 뜬다

눈 미용과 건강에 대한 관심이 높아지면서 콘택트 렌즈를 통한 안구질환 치료ㆍ진단 관련 특허가 증가하고 있다. [중앙포토]

눈 미용과 건강에 대한 관심이 높아지면서 콘택트 렌즈를 통한 안구질환 치료ㆍ진단 관련 특허가 증가하고 있다. [중앙포토]

콘택트렌즈의 둘레를 따라 수 마이크로미터 두께의 홈을 여러 개 팠다. T자 모양의 작은 ‘방(Chamber)’ 안에 일정량의 약물을 채우고, 입구를 콜라젠 소재의 막으로 밀봉했다. 렌즈를 착용하자 눈물 속 ‘라이소자임’ 성분이 막을 서서히 녹이기 시작하고, 홈 안에 들어있던 약물이 새어 나온다. 약물을 밀봉한 콜라젠의 두께는 서로 달라 눈물에 의해 녹는 시간이 다르다. 여러 개의 홈에서 시차를 두고 약물이 투여된다. 이 렌즈의 이름은 ‘서방형 약물 방출 콘택트렌즈’로 김정욱·김현철 서강대 화공생명공학과 교수 연구진이 발명해 2017년 2월 특허를 등록을 완료했다.
 
이처럼 단순 시력교정을 벗어나 안질환 치료·미용 등 기능을 추가한 ‘기능성 콘택트렌즈’ 특허 출원이 증가하고 있다. 14일 특허청에 따르면 2014년~2018년까지 5년간 기능성 콘택트렌즈 특허출원은 총 203건으로, 그 이전 5년간(2009~2013년) 출원 건수인 119건에 비해 70% 이상 증가한 것으로 조사됐다. 같은 기간 전체 콘택트렌즈 관련 특허 출원이 42% 증가한 것에 비하면 28% 높다. 
 
포항공대(POSTECH) 산학협력단이 출원한 스마트 콘택트렌즈의 사진. 눈 상태를 실시간으로 인지해 약물이 투여될 수 있도록 한다. [중앙포토]

포항공대(POSTECH) 산학협력단이 출원한 스마트 콘택트렌즈의 사진. 눈 상태를 실시간으로 인지해 약물이 투여될 수 있도록 한다. [중앙포토]

정향남 특허청 사무기기심사과 사무관은 “2009~2018년까지 10년간 새로 등록된 기능성 콘택트렌즈 관련 특허의 수는 322개다”며 “그러나 특허 1개에 여러 개의 기능이 들어가 있는 경우까지 모두 계산하면 새로 등록된 관련 기능의 수는 총 457건에 이른다”고 밝혔다. 그중에서도 질병을 진단하거나 약물 방출로 이를 치료·예방하는 건강 관련 기능성 렌즈는 총 165건(51%)으로 가장 큰 비중을 차지했다. 세부적으로는 진단·치료용 렌즈가 75건, 안구 건조를 방지하는 습윤성 렌즈가 58건, 자외선·청광 등을 차단하는 눈 보호 렌즈는 32건인 것으로 조사됐다. 
 
서방형 약물방출 콘택트렌즈의 원리. 수 마이크로미터 수준의 홈을 렌즈를 따라 파고, 콜라겐으로 이를 밀봉, 눈물 성분으로 이를 자연스럽게 녹게 만든다. [그래픽제공=특허청]

서방형 약물방출 콘택트렌즈의 원리. 수 마이크로미터 수준의 홈을 렌즈를 따라 파고, 콜라겐으로 이를 밀봉, 눈물 성분으로 이를 자연스럽게 녹게 만든다. [그래픽제공=특허청]

특허의 내용도 다양했다. 콘택트렌즈 전문 생산업체인 (주)인터로조가 출원한 ‘원추각막 교정용 콘택트렌즈’는 각막이 원뿔 모양으로 돌출되는 원추각막을 치료한다. 박진석 인터로조 경영기획팀장은 “원추각막의 경우 환자별로 그 증상과 정도가 다른 만큼, 병원에서 진료 후 의사가 직접 주문 제작을 요청한다”며 “하드 렌즈를 환자의 각막 상태에 따라 맞춤형으로 제작해 공급하는 시스템”이라고 밝혔다.
 
눈물을 이용해 질병을 진단하는 콘택트렌즈도 있다. ‘질병을 진단하는 콘택트렌즈’ 발명자인 박현규 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 교수는 “눈물 속의 포도당·뮤신 등을 감지해 당뇨·각막염 등을 진단하고 알려주는 질병 진단용 렌즈를 개발해 2013년 특허 등록을 마쳤다”며 “렌즈에 고정한 폴리디아세틸렌 분자가 푸른색에서 붉은색으로 변하면 질병이 발병했다는 의미”라고 설명했다. 
 
기능성 콘택트렌즈 출원인별 출원 건수 및 비율. 존슨앤드존슨을 비롯한 외국기업이 압도적이다. 국내기업은 13%, 개인이 10%를 차지했다. [그래픽제공=특허청]

기능성 콘택트렌즈 출원인별 출원 건수 및 비율. 존슨앤드존슨을 비롯한 외국기업이 압도적이다. 국내기업은 13%, 개인이 10%를 차지했다. [그래픽제공=특허청]

그러나 특허 출원인별로는 외국 기업이 232건으로 총 72%를 차지해 43건으로 13%를 차지한 국내 기업보다 압도적으로 많았다. 기업별로는 존슨앤드존슨이 149건으로 46%를 차지해 가장 많았고 스위스 제약회사인 (주)노바르티스가 7%를 차지해 뒤를 이었다. 유현덕 특허청 사무기기심사과장은 “현대인의 경우 외모뿐 아니라 눈 건강에 대한 관심이 많아, 다양한 기능의 콘택트렌즈 특허 출원이 증가할 것으로 예상한다”며 “시장을 주도하면서 지속해서 성장하기 위해서는 해외를 겨냥한 기술개발과 특허권 확보가 중요하다”고 밝혔다.
 
한편 한국무역협회가 지난해 발표한 자료에 따르면 중국은 지난해에만 총 4923만 달러(약 558억원) 규모의 콘택트렌즈를 한국으로부터 수입했으며, 2017년에도 3834만 달러(약 434억원)를 수입해 미국으로부터의 수입액 2667만 6000달러(302억 3724만원)를 앞질렀다. 글로벌 시장조사업체인 유로모니터 인터내셔널에 따르면 미국의 콘택트렌즈 시장 역시 2013년부터 지난해까지 연평균 3.3% 성장했으며, 향후 5년간 연 4.5%씩 성장할 것으로 전망됐다.
 
중국의 한국콘택트렌즈 수입액. 한국은 전체 수입국의 3위를 차지하며 지난 7년간 3배 이상 증가하는 등 중국시장에서의 입지를 넓혀가고 있다. [그래픽제공=한국무역협회]

중국의 한국콘택트렌즈 수입액. 한국은 전체 수입국의 3위를 차지하며 지난 7년간 3배 이상 증가하는 등 중국시장에서의 입지를 넓혀가고 있다. [그래픽제공=한국무역협회]

한국은 중국의 주요 콘택트렌즈 수입국으로 2017년 수입금액 기준 3위를 차지해, 미국을 앞질렀다. [그래픽제공=한국무역협회]

한국은 중국의 주요 콘택트렌즈 수입국으로 2017년 수입금액 기준 3위를 차지해, 미국을 앞질렀다. [그래픽제공=한국무역협회]

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr
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