초록 ▼

□연구개요
바이오의약품은 사람 혹은 다른 생물체 유래의 원료를 사용하고 세포배양 등의 생물공정으로 생산하는 고분자량의 의약품으로 현재 전 세계적으로 각광받으며 글로벌 의약품 시장의 20 – 30%를 차지하고 있으며, 2014년 기준 $ 1,810억에서 2020년 $ 2,910억까지 급진적으로 시장이 커지고 있다. 바이오의약품 생산공정에서 분리정제기술은 의약품의 성능 및 안정성 등을 결정짓는 중요한 기술이며 다양한 분리정제기술 중에서 분리막을 이용한 분리정제기술은 제균, 바이러스 제거 및 의약품 농축/제제화의 목적으로 사용된다.

□연구개요
바이오의약품은 사람 혹은 다른 생물체 유래의 원료를 사용하고 세포배양 등의 생물공정으로 생산하는 고분자량의 의약품으로 현재 전 세계적으로 각광받으며 글로벌 의약품 시장의 20 – 30%를 차지하고 있으며, 2014년 기준 $ 1,810억에서 2020년 $ 2,910억까지 급진적으로 시장이 커지고 있다. 바이오의약품 생산공정에서 분리정제기술은 의약품의 성능 및 안정성 등을 결정짓는 중요한 기술이며 다양한 분리정제기술 중에서 분리막을 이용한 분리정제기술은 제균, 바이러스 제거 및 의약품 농축/제제화의 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 다른 분리기술에 비해 성능이 뛰어난 분리막 기술을 이용하여 바이오의약품 분리정제 및 제제화 기술을 개발하고자 한다.

□연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 바이오의약품 농축 및 제제화에 사용되는 한외여과/정용여과(Ultrafiltration/Diafiltration; UF/DF) 공정용 Tangential Flow Filtration (TFF) 시스템을 구축하고 목표 단백질로는 ImmunoglobulinG (IgG)를 phosphate 및 histidine 완충용액을 이용하여 UF 공정과 DF 공정의 유량을 측정하여 성능을 평가하였다.
바이오의약품 제제화 단계에서 단백질의 안정성을 높이고자 사용되는 당류, sucrose가 분리막 성능에 미치는 영향을 평가하였고 그 결과, 분자량이 340 Da정도인 sucrose가 분획분자량 30,000 Da인 분리막에 흡착되어 유량이 현저히 감소하였다. 이러한 결과는 TFF 시스템 뿐만 아니라, 전량여과 시스템에서도 확인되었으며 SEM 이미지에서도 분리막 표면에 sucrose가 흡착되었음을 확인하였다.
또한, 투과실험 중간에 가압을 중지하고 교반한 후에 다시 투과하였을 때 유량이 어느정도 회복되는 현상으로 보아 농도분극 현상도 유량감소에 지대한 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.
그리고 당 종류에 따라서 유량감소 현상이 달랐는데, 같은 이당류인 maltose의 경우에는 한외여과공정에서 유량이 감소되지 않았다. 이러한 결과는 추가적으로 연구를 수행하며 분리막 표면에 당의 흡착 메커니즘을 밝히고 고성능 한외여과막 개발에 도움이 될 것으로 예상된다.

□연구개발결과의 중요성
본 연구를 통한 분리정제기술을 이용하여 바이오의약품의 효율 및 안정성을 높이고, 공정 최적화를 통해 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구결과는 효율적인 바이오의약품 생산을 위해 UF/DF 공정의 최적화에 기여할 수 있음. 예를 들어, 제제화 공정에서 첨가제를 정용여과 완충용액에 넣으면 분리막 성능에 저해를 일으킬 수 있기때문에 DF 공정이후에 혹은 최종 UF공정이후에 추가로 넣어주는 방법을 고안할 수 있다. 또한, glycosylated vaccine 개발에 분리정제에 있어서 당류가 분리막에 흡착될 수 있어서 분리정제 단계에서 백신 생산품이 분리막에 흡착될 수 있는 가능성을 제시하며 glycosylated vaccine 용 분리막 개발 및 공정 최적화 등의 기반이 되는 결과를 제시한다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 23