생물학적 제제의 지속적 제조 도입 현황

지속적 제조(CM)는 원자재가 생산 과정에 지속적으로 공급되고, 입력이 출력으로 전환되는 과정에서 의미 있는 이질적 전환 없이 이동하는 방식입니다. 이 방식은 배치 제조와 비교했을 때 여러 가지 장점을 제공합니다. 예를 들어, 안정적인 운영, 장비 크기 감소, 높은 생산성, 짧은 주기 시간, 그리고 자본 비용 절감이 있습니다. 이러한 장점 때문에 식품 가공, 철강 제조, 화학 및 석유 화학 산업을 포함한 여러 산업에서 CM으로의 전환이 이루어지고 있습니다. 그러나 기술적 및 규제적 도전과제로 인해 제약 산업은 CM을 대규모로 채택하는 데 느린 속도를 보이고 있습니다.

CM으로 제조되는 의약품 현황

CM을 통해 제조된 의약품 목록은 짧습니다. 2022년 기준으로, 유럽, 일본, 미국에서 승인된 CM 의약품은 13개에 불과하며, 이 중 일부는 최초에 배치 생산 공정으로 승인된 후 CM으로 전환된 사례도 있습니다.

CM을 통한 의약품의 승인된 제품 수가 적다고 해서 이 방식에 대한 적응 노력이 부족한 것은 아닙니다. 많은 기업들이 CM 프로세스를 제품 파이프라인에 추가하고, 학술 기관과 협력하여 지속적 프로세스를 혁신하고 있습니다. 이러한 노력들이 결실을 맺으면서, 산업은 생물학적 제제를 제조하는 데 CM을 어떻게 적용할 수 있을지를 모색하고 있습니다.

생물학적 제제 제조의 초기 단계

많은 생물학적 생산 공정은 세포 배양에서 시작되어 생물학적 제품을 생성합니다. 가장 일반적인 방법은 피드 배치 방식으로, 대형 탱크에서 세포를 배양하여 영양분을 소비하고 폐기물로 오염되기까지 최대 3주간 유지합니다. 그러나 초기 생물 의약품 제조에서는 세포 생산성이 낮아 지속적으로 신선한 영양분을 공급하고 사용된 배지를 제거하는 퍼퓨전 생물 반응기가 더 선호되었습니다. 퍼퓨전 반응기는 특히 불안정한 단백질 제조에 이상적이며, 지속적인 수확이 더 나은 제품 품질을 보장합니다.

퍼퓨전 기술의 회복과 변화

퍼퓨전 기술은 완전히 사라진 것은 아니며, 현재도 일부 생물학적 제제는 이 공정을 통해 제조되고 있습니다. 최근에는 지속적 프로세스를 개발하기 위한 산업 내 관심이 재조명되고 있습니다. 연구에 따르면, 퍼퓨전 세포 배양의 출력이 전통적인 피드 배치 공정보다 상당히 높다는 것이 입증되었습니다. 퍼퓨전 공정은 피드 배치보다 훨씬 작은 시설 공간을 요구하며, 이는 특히 상대적으로 작은 환자 집단을 대상으로 한 제품의 경우 경제적으로 매우 중요합니다.

CM을 통한 제품 품질 개선

퍼퓨전 생물 반응기를 사용할 경우, 제품 생산 중 균일한 미세환경을 유지하여 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, CHO 세포에서 분비된 단클론 항체는 배양 초기의 영양이 풍부한 환경에서 방출되며, 배치 공정에서는 시간이 지남에 따라 조건이 급격히 변화할 수 있습니다. 지속적 퍼퓨전 공정에서는 단클론 항체가 생성되자마자 배양에서 제거되므로, 배치 공정에서의 긴 노출로 인한 변동성을 줄일 수 있습니다.

퍼퓨전 프로세스의 최적화 필요성

퍼퓨전 프로세스를 구현하는 것은 단순히 운영 기간을 연장하는 것이 아닙니다. 생산성과 수익성을 극대화하기 위해서는 프로세스 최적화가 필요합니다. 최근 Transcenta는 네 주 동안의 배양을 통해 일일 6 g/L 이상의 생산성을 달성하는 성과를 거두었습니다. 이러한 성장은 500L 단일 사용 생물 반응기가 연간 약 600kg의 총 약물 물질을 생산할 수 있도록 합니다.

혁신적인 기술과 통합의 중요성

생물학적 제제의 CM 미래는 세포 배양에만 국한되지 않습니다. 상류 및 하류 단위 작업을 통합하여 전체 또는 부분 CM을 구현하면 효율성 증가와 비용 절감이 가능합니다. 통합된 지속적 생물 제조 플랫폼은 단클론 항체 생산의 경우 전통적인 배치 작업에 비해 55%의 처리 비용 절감을 보고했습니다.

CM 도입을 위한 기술적 장벽

CM을 통한 생물학적 제제의 도입에 있어 가장 큰 장벽 중 하나는 제품 정제에 필요한 기술에 있습니다. 예를 들어, 결합 및 용출 크로마토그래피는 배치 제조에 더 적합하며, 최종 조제 조건은 배치 여과 공정의 끝에서만 달성되기 때문에 CM에 적합하지 않을 수 있습니다. 그러나 이러한 기술적 제한을 극복하기 위한 상당한 진전이 이루어지고 있습니다.

제조업체의 CM 도입 고려 사항

CM을 채택하기 전, 제조업체는 제품 생산을 위한 비용, 비즈니스 사례, 기술적 가능성을 평가해야 합니다. CM을 도입하기로 결정하면 생물학적 제제 생산에 대한 사고 방식의 전환이 필요합니다. 배치 제조에서의 정의는 생산된 물질의 양에 따라 이루어지지만, CM은 시간에 따라 배치를 정의해야 할 수 있습니다.

결론적으로, 지속적 제조는 생물학적 제제 제조의 효율성과 품질을 향상시키는 가능성을 가지고 있습니다. 그러나 기술적 과제와 규제 요구 사항을 극복하기 위해 많은 노력이 필요합니다. 산업의 협력과 지식 공유는 CM의 도입을 가속화할 수 있는 중요한 요소입니다.

• 지속적 제조는 생산 효율성을 높이는 중요한 기술입니다.
• 퍼퓨전 기술의 최적화가 제품 품질 개선에 기여합니다.
• 생물학적 제제 제조의 CM 도입은 비용 절감과 품질 향상을 가져올 수 있습니다.
• 기술적 과제 해결을 위한 협력과 지식 공유가 필요합니다.

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