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충북테크노파크 본부 전경 / 충북TP 제공

[투데이에너지 임자성 기자] (재)충북테크노파크가 물리적 실험만으로는 한계가 있던 바이오·의료 첨단 공정에 시뮬레이션 기술을 접목하며 지역 기업의 기술 고도화에 앞장서고 있다. 시뮬레이션 기반 해석 기법을 활용해 의약품 분사 공정의 리스크를 줄이고 개발 효율성을 대폭 끌어올린 사례가 나와 주목받는다.

충북테크노파크 스마트제조혁신센터는 '충북청주 공정혁신시뮬레이션센터 운영사업'을 통해 피투케이바이오의 흡입형 mRNA-LNP(Lipid Nanoparticle) 폐흡입제 개발 과정을 성공적으로 지원했다고 밝혔다. 이번 사업은 산업통상자원부, 한국산업단지공단, 충청북도, 청주시의 지원을 받아 지역 제조기업의 경쟁력 강화를 목표로 추진되고 있다.

피투케이바이오는 그동안 흡입형 치료제 개발 과정에서 분사 직후 발생하는 입자의 속도, 분사각, 방향성 등 물리적 거동을 단순 반복 실험으로 분석하는 데 어려움을 겪어왔다. 특히 분사 조건에 따른 LNP 안정성과 폐 침착 효율을 객관적으로 검증할 기술적 대책이 시급한 상황이었다.

이에 충북테크노파크 스마트제조혁신센터는 전산유체역학(CFD) 기반 다상유동 해석과 입자 추적 기법을 적용했다. 이를 통해 다양한 분사 조건에서의 입자 거동과 충돌 특성을 정량적으로 분석해 LNP 안정성과 폐 전달 효율을 최대화할 수 있는 최적의 분사 조건을 도출해냈다.

지원 결과, 피투케이바이오는 마우스피스 디자인 및 분사 속도·각도에 따른 입자 거동 데이터는 물론, 에어로졸 입자의 충돌률 감소 데이터를 확보하는 성과를 거뒀다. 이를 바탕으로 분사 공정 단계에서 발생할 수 있는 LNP 안정성 리스크를 사전에 예측할 수 있는 기반을 마련하게 됐다.

아울러 시뮬레이션과 실증 실험을 연계한 고도화된 개발 체계를 구축함에 따라, 향후 흡입형 핵산 치료제 전반의 개발 경쟁력 강화에도 크게 기여할 것으로 보인다.

민문길 충북테크노파크 스마트제조혁신센터장은 시뮬레이션 기술이 바이오·의료 분야에서 반복 실험에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 줄이고, 제품 개발 초기 단계에서 최적의 공정을 도출하는 핵심 솔루션임을 강조하며 앞으로도 지역 기업을 위한 시뮬레이션 기반 지원을 지속 확대해 나가겠다고 전했다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)