바이오인

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 20-6
Biopharma 4.0 패러다임에 따른 스마트 Biomanufacturing 방법론 대두

◇ 4차 산업혁명에 따라 바이오의약산업에서도 AI, 로봇, 가상현실 등 4차 산업기술이 융합된 Biopharma 4.0 패러다임이 전개될 것으로 예측되는 가운데 Insilico Biotechnology사는 ‘Digital Twins’ 개발을 통해 바이오제조(biomanufacturing)에 대한 ‘스마트 프로세스’를 제안

▸주요 출처 : Genetic Engineering and Biotechnology News, The Move toward Biopharma 4.0, 2019. 5. 31,  NIBRT Says Ireland Growing as EU Biomanufacturing Hub, 2019. 12.31

■ Insilico Biotechnology, ‘Digital Twins’ 개발을 통해 바이오 제조에 대한 “스마트 프로세스” 방법론을 제안

 ○ Insilico Biotechnology에서 개발한 ‘Digital Twins’는 “스마트 프로세스*”를 수행하기 위한 가상의 통합적 시스템으로 실제 제조 프로세스를 실시간으로 분석, 모델링, 최적화, 오류예측, 가상공정 제시 등이 가능
    * 스마트 프로세스란? 기존 바이오 제조공정의 물리적 프로세스에서 데이터를 통해 지속적으로 학습하여 최적의 상태를 예측하고, 최적의 공간 내에서 유지되도록 제어하는 공정을 의미
   - Digital Twins는 기계식 모델링과 인공지능(AI)을 결합하는 방법, 가상의 최적화된 공정을 실현하는 방법 등을 통해 세포배양 공정 개발을 혁신하는 방안을 제시

< Insilico Biotechnology의 Digital Twins 기본개념 >

출처 : GEN, The Move toward Biopharma 4.0, 2019. 5. 31

○ 바이오의약 제조 프로세스 중 핵심공정인 세포배양 공정에서 디지털 전환의 필요성이 대두되는 아래의 두 가지 요인을 제시
   - ① 세포배양 공정의 소형화 및 대량 데이터 처리를 통한 우수한 데이터 분석 방법, ② 바이오제약 산업이 개인맞춤형 의약품으로 전환되기 위해 제조 공정에서부터 높은 유연성, 효율성 및 견고성의 요구

 ○ Digital Twins는 세포배양과 같은 단일공정에 있어서 최적화가 가능하며, 서버를 활용한 데이터 축적과 가상의 데이터 제시도 가능
   - 아래 그림은 Digital Twins가 세포배양 공정의 단일클론항체 역가를 최적화하는 방법의 예로서,
   - 가상실험을 통해 기존 공정 대비 140% 향상되었고, 실제 공정 최적화 연구를 통해 단일클론항체 역가가 120% 증가된 것을 확인