Single-use Bioprocess Solution

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Single-use Bioprocess 기술 채택 현황

지난 10년간 전세계 single-use 기술의 사용은 꾸준히 증가해 왔으며, 전체 상업화 이전 단계의 바이오의약품 제조 중 약 85% 이상이 이미 single-use 기술을 기반으로 진행되고 있습니다.

배양 공정에서는 Single-use 바이오리액터와 믹서의 채택률이 각각 74%에서 88%, 75%에서 88%로 크게 증가하며 업계 표준으로 자리잡고 있습니다. 여과 공정에서는 Depth filter의 채택률이 84%로 여전히 높은 수준을 유지하고 있으며, TFF 시스템 또한 79%에서 81%로 점진적인 상승세를 보이고 있습니다. 정제 공정에서는 크로마토그래피 시스템의 Single-use 전환이 54%에서 69%로 빠르게 진행되고 있어, downstream 공정에서도 Single-use 채택이 본격화되고 있음을 보여줍니다. (1)

이처럼 공정 단계별로 요구되는 유연성과 생산 효율성에 대응하기 위해 Single-use 기술은 점점 더 보편화되고 있으며, 전 세계 바이오의약품 제조 현장에서 새로운 표준으로 자리매김하고 있습니다. 또한, 세포 및 유전자 치료제, 백신 보조제와 같은 치료제는 single-use 기술을 통해 큰 이점을 얻고 있으며, stainless steel 장비 사용의 수요가 적기 때문에 single-use 기술의 확산을 더욱 촉진시키고 있습니다.

글로벌 기업에서 Single-use 기술을 채택하는 이유

CAPEX 절감

mAb 생산 수율의 급격한 향상과 글로벌 금융위기의 영향으로, CAPEX 투자에 대한 신중한 검토가 이루어졌습니다. 특히, 생산 설비 가동률이 점점 더 중요한 요소가 되었으며, 대규모 시설이 제조 사이클 사이에 장기간 유휴 상태로 있는 것은 이제 바람직하지 않게 여겨지고 있습니다.

공정 강화

CIP 및 SIP 과정을 생략할 수 있어 공정 효율성과 전환 속도를 크게 향상시킵니다. 한 연구에서는 pre-packed column과 single-use flow path를 활용할 경우 downstream 공정에서 시스템 세팅 시간이 10배까지 단축될 수 있다고 보고하고 있습니다. (2)

교차오염 방지

Upstream 공정에서는 복잡성이 줄어들고 공정 시간이 짧아지며, downstream 공정에서는 고효능 또는 독성이 있는 물질(예: 바이럴 벡터, ADC)을 다룰 때 교차오염을 방지할 수 있는 능력이 향상됩니다. 갈수록 강화되는 규제 요건도 single-use 기술의 채택을 지지합니다.

공정 변화 및 수율 변화 대응

세포 치료제와 바이러스 벡터는 일반적으로 소규모 배치로 생산되며, mAb 역시 수율이 높아짐에 따라 upstream 공정 배치 규모가 점점 작아지고 있습니다. Single-use 기술을 활용하면 전환 시간을 단축할 수 있어, 하나의 시설에서 여러 의약품을 유연하게 생산할 수 있습니다.

Cytiva의 Single-use 기술은 공정 경제성을 높입니다.

Single-use 기술은 지속적으로 변화하는 시장 환경에서 성공하기 위해 필요한 운영적, 전략적 유연성을 제공합니다. Cytiva는 대표적인 mAb 기반 공정을 모델로 하여 single-use 기술과 기존 stainless steel 기술을 비교 분석했습니다. Single-use 기술은 더 낮은 자본 투자로 시장 출시까지의 시간을 단축시킬 수 있으며, CIP, SIP 및 관련 테스트를 제거함으로써 노동력도 크게 줄일 수 있습니다.

Single-use 시스템은 공정 전환 시간이 수 시간 내외에 불과한 반면, stainless steel 시스템은 수 일에서 수 주가 소요됩니다. 이는 곧 더 높은 생산성을 의미합니다. 또한, single-use 시스템은 제조 공간을 줄이고, 소규모 클린룸으로도 운영이 가능해져 전기, 냉난방, 공조 등의 유틸리티 비용이 절감됩니다. 앞으로의 바이오의약품 생산 전략에 있어 single-use는 반드시 포함될 핵심 요소입니다.

공정 경제성 분석 (Process economy study)

Cytiva는 자체 시뮬레이션 툴을 활용해 2,000L 규모의 mAb 생산 공정을 모델링하고 주요 변수들을 분석했습니다. 이번 분석은 동일한 구조의 시설 내에서, Single-use 기반 공정(SU), Stainless steel 기반 공정(SS)을 비교한 것입니다. (3)

Cytiva의 single-use 바이오의약품 제조 기술로 공정 강화를 실현하세요.

배양 공정

믹싱/혼합 공정

정제 공정

NFF 공정

TFF 공정

무균 충전

Single-use Bioreactor

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 생물반응기 바이오리액터는 동물 세포 배양, 부유 세포 배양, 부착 세포 배양 등 다양한 목적의 배양 공정을 지원합니다.
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Single-use Fermenter

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 미생물 발효기는 스테인리스 발효기와 동등한 세포 성장 성능을 구현합니다.

Single-use Perfusion System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Perfusion 시스템은 바이오리액터, 세포 유지, 유체 관리, 자동화를 결합한 통합 플랫폼입니다.

Single-use Mixer

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 믹서 시스템은 배지 준비, 버퍼 제조 등 공정 전 단계에 걸친 혼합 솔루션을 제공합니다.
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Single-use Chromatography System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 정제 크로마토그래피 시스템은 임상 및 GMP 제조에 적합한 다양한 규모의 크로마토그래피 시스템으로 정제 공정 최적화를 지원합니다.
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Pre-packed Column

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 크로마토그래피 컬럼은 스크리닝 단계부터 GMP 제조 단계까지 다양한 사이즈를 지원합니다.
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Single-use NFF System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Normal Flow Filtration 시스템은 Clarification, 바이러스 제거, 멸균 여과, PUPSIT 등 다양한 목적의 NFF 여과 솔루션을 제공합니다.
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PUPSIT System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Normal Flow Filtration 시스템은 Clarification, 바이러스 제거, 멸균 여과, PUPSIT 등 다양한 목적의 NFF 여과 솔루션을 제공합니다.
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Single-use TFF System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Tangential Flow Filtration 시스템은 다양한 규모의 시스템을 통해 농축 및 TFF 공정을 유연하고 예측 가능하게 수행할 수 있도록 지원합니다.
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Single-use Drug Filling System

싸이티바(Cytiva)의 single-use drug filling 일회용 충전 시스템은 다양한 제형의 무균 충전과 포장 공정을 유연하고 신속하게 수행할 수 있도록 지원합니다.
바이오의약품 제조 공정에서 올바른 필터 선택은 공정 효율, 생산성, 제품 품질을 결정하는 핵심 요소입니다. 

Single-use Bioreactor

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 생물반응기 바이오리액터는 동물 세포 배양, 부유 세포 배양, 부착 세포 배양 등 다양한 목적의 배양 공정을 지원합니다.
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싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 미생물 발효기는 스테인리스 발효기와 동등한 세포 성장 성능을 구현합니다.

Single-use Perfusion System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Perfusion 시스템은 바이오리액터, 세포 유지, 유체 관리, 자동화를 결합한 통합 플랫폼입니다.

Single-use Mixer

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Single-use Chromatography System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 정제 크로마토그래피 시스템은 임상 및 GMP 제조에 적합한 다양한 규모의 크로마토그래피 시스템으로 정제 공정 최적화를 지원합니다.
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Pre-packed Column

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 크로마토그래피 컬럼은 스크리닝 단계부터 GMP 제조 단계까지 다양한 사이즈를 지원합니다.
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Single-use NFF System

싸이티바(Cytiva)의 single-use 일회용 Normal Flow Filtration 시스템은 Clarification, 바이러스 제거, 멸균 여과, PUPSIT 등 다양한 목적의 NFF 여과 솔루션을 제공합니다.
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PUPSIT System

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Single-use Drug Filling System

싸이티바(Cytiva)의 single-use drug filling 일회용 충전 시스템은 다양한 제형의 무균 충전과 포장 공정을 유연하고 신속하게 수행할 수 있도록 지원합니다.
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