| 초록 |
□ 연구목표_국문 우수한 열/물질 전달효율 고유특성으로 반응제어가 용이한 미세유체소자를 집적화, 모듈화, 자동화함으로써 GMP 공정에 준하는 고순도 원료의약품(API)을 생산하는 “소형의약 공장(Mini-pharm Plant)”을 개발하고, 이를 발전시켜 단일 통합공정(One-flow, End-to-end)으로 약물전달용 정밀의약 시스템(나노입자/약물, 자체 구동형 인공 세포)을 생산할 수 있는 지능형 로봇 합성시스템을 구축한다. 한편 원천성 의약합성을 위한 기초연구로써 4세대 가속기를 활용한 초고속 합성(마이크로초, 나노초 화학) 및 극한 화학(초고/초저온, 초고/초저압)을 연구한다. 이러한 기술들은 개인 맞춤형 정밀의약품 및 신약개발 연구에 적용되어 우리나라 제약산업의 글로벌 경쟁력 향상은 물론, 고순도 전자재료 및 화장품, 고위험군 화합물 생산에도 적용이 가능하다. □ 연구개발내용 1단계; 원료의약품 합성용 마이크로반응공정 및 기반 시스템 개발 • 내구성/기능성 세라믹/금속 반응기: 세라믹 전구체, fab tech, 3D 프린터 • 실시간 분석용 모듈구축: In-line IR, NMR, UV-vis spectroscopy • 합성/분리/정제/분석 집적화 및 자동화: 증류/추출, 나노유체/멤브레인 활용, 센서(T, P, F. 이미지) • 원료의약품 합성화학: 헤테로고리, 펩타이드 개질, 계면/광촉매 화학, 재생원료 전환화학 • 나노 재료 화학: 광/화학 촉매(나노입자, 나노와이어), 고분자, 기능성 액적 • 기초연구: 4세대 가속기 Injector/반응기 통합, 모델 중간체 반응기구 규명(분자 비디오) 2단계; 자동화 Mini-Pharm Plant 개발 및 의약 공정 정밀제어 • 적층형 반응기: 생산 규모 및 기능별, 기능성 채널 설계/제작 • 자동화 Mini-Pharm Plant: 원료의약품 공정의 실시간 분석 및 자동 최적화, GMP 호환성 • 합성/분리/정제 공정 정밀제어: 특정불순물, 카이랄 혼합물, 나노입자(금속, SiO 2 , 고분자, Micelle) • 다단계 연속/자동화 Plant 시험: 병렬 동시 생산, 시스템 신속전환, 시험 약물 전달체 제조 • 의약합성화학: 초고속 합성화학, 카이랄 선택합성화학, Tandem 촉매 화학 • 4세대 방사광가속기: 마이크로초 초고속화학 기구 규명(Li 화학, Carbene), API 신 합성 경로 3단계; 지능형 정밀의약품 생산시스템에 의한 지능형 약물 전달계 제조 • 정밀의약품 합성용 자동화 집적시스템: 기능성 약물 전달계의 end-to-end (one-flow) 제조 • 지능형 합성 Robot 시스템: 실시간 분석, IOT, AI, 기계학습 기능 • 다중 약물 전달계 제조: 자체구동 마이크로-로봇(인조 세포), 약물/전달체 조합, 진단/치료 겸용 • 개인 맞춤형 정밀의약품 제조: 3D 프린터 기술기반 자동화, 스크리닝 • 나노 의약-재료 혼성 화학 기술: Swallowable, theranostic, self-regulating 약물 전달계 • 기초연구: 4세대 가속기(나노초 초고속화학 탐색 반응기구), 극한 화학(초고/초저온, 초고/초저압) □ 연구개발 성과 1단계; 원료의약품 합성용 마이크로반응기 모듈 시스템 및 공정 2단계: 다양한 생산 규모(g/kg/ton)용 소형 의약품 공장 3단계: 단일통합공정에 의한 지능형 정밀의약 나노 약물 전달계 제조 □ 활용 계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) •개발된 신개념 소형화학 공장(컨테이너박스 형태의 이동형 화학 공장, 데스크톱 크기 미니공장)은 전쟁 및 급성 전염병으로 인한 약물의 비상수요와 고순도 화장품 및 전자재료, 고위험 화학(폭발성/유독/불안정) 재료 시장의 긴급한 요구에 신속히 대처 가능한 미래형 생산수단. •자동화 로봇 시스템은 고부가 화학/생물 소재(촉매, 신약, 바이오/천연의약품, 지속가능형 화합물)의 R&D 단계에서 효율적인 고속/신속/대용량 선별(스크리닝)을 가능케 하며, 인공지능 및 기계학습과 연계되어 질병 조기진단/예방의료, 신약의 임상 예측력 향상 등 새로운 의약 패러다임 구현. •특정 환자의 유전/환경적 요인, 질병 경력, 생활습관 등을 고려한 개인 맞춤형 정밀의료 수단으로서 최적의 진단-치료 겸용 약물전달 시스템(용량, 시간 제어)의 제조 공급기반 제공. (출처 : 국문요약문 4p) |
