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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 19
제1절 연구개발의 필요성 19
제2절 연구개발 목적 22
제2장 국·내외 기술개발 현황 25
제1절 보령머드축제 25
제2절 스멕타이트-항생제 특허기술 현황 29
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 36
제1절 국내 의약품용 스멕타이트 품질평가 기준 수립 36
1. 의약품용 스멕타이트 용어 정의 36
2. 의약품용 스멕타이트 품질 평가 기준 38
3. 국내 스멕타이트 자원의 주요 평가 인자 도출 40
제2절 국내 스멕타이트 의약품용 자원화 포텐셜 평가 41
1. 국내 고품위 스멕타이트 광체 산출 특성 연구 41
가. 테스트 베드 선정 및 운영 41
나. 지표 지질탐사 41
다. 3D 항공측량 45
라. 3D 지질도 구축 49
2. 테스트 베드 대상 맞춤형 정제 기술 개발 57
가. 입도분리에 따른 분리특성 57
나. 탈단백석 정제기술 개발 66
제3절 스멕타이트-항생제 복합물 유도 및 기초 효능시험 76
1. 스멕타이트-항생제 복합물 제조 76
가. 복합물 유도 76
나. 복합물 특성 분석 81
2. 기초 효능시험 86
가. 스멕타이트-항생제 복합물 용출 시험 86
나. 고체배지 실험 88
다. 액체배지 실험 91
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 96
제5장 연구개발 결과의 활용계획 97
제6장 해외과학기술정보 99
제1절 메디컬 광물학 연구영역 99
제2절 유럽산업광물연합 105
제7장 참고문헌 107
부록: 스멕타이트-항생제 복합물에 대한 특허 기술동향 조사 결과 109
표 2-1. 보령 머드산업 사업추진과정 26
표 2-2. 보령 머드축제 사업 추진 연혁 27
표 2-3. 국내 개발신약 등록 현황 32
표 3-1. 미국약전과 유럽약전에서 사용되는 스멕타이트에 대한 명칭 분류 37
표 3-2. 유럽과 미국 약전 및 한국식품첨가물 공전에서 요구되는 의약품용 스멕타이트(원료의약품명은 벤토나이트임) 품질 기준 39
표 3-3. 벤토나이트 구성광물의 특성 58
표 3-4. 시료의 입단별 분포와 양이온교환능(CEC) 60
표 3-5. 자력선별 산물의 실수율 및 양이온교환능(CEC) 62
표 3-6. 비중선별 산물의 실수율 및 양이온교환능(CEC) 63
표 3-7. 건식 복합공정에 의한 산물의 실수율 및 양이온교환능(CEC) 65
표 3-8. 해쇄 및 체가름 산물의 실수율 및 양이온교환능(CEC) 69
표 3-9. 항생제 저장용액 제조 88
표 3-10. 처리군별 첨가량 89
표 3-11. 각 처리 조건 별 헬리코박터 파이로리 고체배지 군체 형성 확인 결과 90
표 3-12. 항생제 및 스멕타이트에 대한 고체배지 내 헬리코박터 파이로리 생장 결과 92
표 3-13. 액체 배지 내 항생제 및 스멕타이트 처리 농도 93
표 3-14. 액체배지 흡광도 측정결과 94
표 6-1. 메디컬 광불학 연구방법 101
그림 1-1. 국내 금속·비금속광물자원 잠재가치 비교 19
그림 1-2. 국내 산업광물자원에 대한 가채매장량과 잠재가치 현황 20
그림 1-3. 국내 가행중인 광산 현황 20
그림 1-4. 본 과제의 전략적 의의 22
그림 1-5. 광업과 식품의약품 산업분야 융합을 위한 한국지질자원연구원(KIGAM)의 역할 23
그림 1-6. 과제 연구목표 및 연구내용 24
그림 1-7. 과제 수행 구성도 24
그림 2-2. 보령 머드 제품 생산 개략도 30
그림 2-3. 신약개발분야에 대한 시장기술예측 결과 31
그림 2-4. 연간 국내 0~2상 임상시험 개수 및 주변국과의 비교 결과 31
그림 2-5. 할로이사이트 활용용도 개략도 34
그림 2-6. 할로이사이트 관련 년도별 특허 경향 35
그림 2-7. 할로이사이트 관련 국가별 특허 경향 35
그림 3-1. 스멕타이트-항생제 복합물에 관한 특허 출원 시 벤토나이트, 스멕타이트, 몬모릴로나이트 용어의 사용 현황 36
그림 3-2. 감포 일대에서 산출되는 대표적인 벤토나이트 원광에 대한 X-선회절분석결과 42
그림 3-3. 감포 46호 벤토나이트 광산 개발 전경 43
그림 3-4. GIS-기반 공간자료 취합 개요 44
그림 3-5. 감포 46호 벤토나이트 원광에서 관찰되는 광물상 44
그림 3-6. 테스트 베드에서 산출되는 청색 벤토나이트에 대한 X-선회절분석 결과 및 스멕타이트 구조해석에 이용되는 특징적인 회전선 45
그림 3-7. 사진촬영용 멀티콥터(S1000+Z15) 개요도 46
그림 3-8. 디제이아이社의 데이터링크(Datalink)와 그라운드 스테이션(Ground Station)을 통한 자동비행 루트 설계 47
그림 3-9. 멀티콥터를 이용하여 사진 촬영하는 장면 47
그림 3-10. 감포 46호 지역에서 촬영된 사진 촬영 위치 정보 48
그림 3-11. DSI 기법을 이용한 단층면에 접촉하는 지층면 모델 보간 예시 49
그림 3-12. 3차원 모델링 기본구조 50
그림 3-13. 감포 46호 지질도 및 단면도 4개에 대한 3차원 입력 및 위치정치(남동쪽 배면 시점) 51
그림 3-14. 감포 46호 일대 3차원 지형모델 구축 결과(남쪽 시점) 52
그림 3-15. 단층종류별 3차원 모델결과 53
그림 3-16. 3차원 단층네트워크 구축 결과 54
그림 3-17. 입력된 자료를 통해 최소크기로 형성한 3차원 지층모델 55
그림 3-18. 대상지역 전체에 보간시켜 형성한 3차원 지층모델 55
그림 3-19. 최소크기의 3차원 지층모델과 단층네트워크의 접촉 모델 56
그림 3-20. 대상지역 전체에 확장시킨 지층모델과 단층네트워크의 접촉 모델 56
그림 3-21. 건식 선광기술의 원리 및 적용례 59
그림 3-22. 시료에 포함된 불순광물 61
그림 3-23. 품위향상을 위한 건식 고순도화 공정도 64
그림 3-24. 해쇄 및 침강분리를 위한 공정도 67
그림 3-25. 습식 체가름 산물에 대한 X-선회절분석결과 68
그림 3-26. 활성화 시료에 대한 X-선회절분석결과 및 층간거리 변화 70
그림 3-27. 초음파 발생장치 71
그림 3-28. 초음파 해쇄 및 원심분리 공정도 72
그림 3-29. 원심분리 속도에 따른 부유물(좌) 및 침전물(우)에 대한 X-선회절분석결과 73
그림 3-30. 상등액(위) 및 침전물(아래)의 SEM-EDS 74
그림 3-31. 실험에 사용된 흡수성 항생제의 분자구조 77
그림 3-32. 실험에 사용된 비흡수성 항생제의 분자구조 77
그림 3-33. 스펙트럼-랩스(SPECTRUM-LABS)社의 투석장치 78
그림 3-34. 아목실린(위)과 클라리스로마이신(아래)의 UV 보정선 79
그림 3-35. 항생제-스멕타이트 평형반응실험 결과 80
그림 3-36. 아목실린의 랭무어 흡착등온식 계산결과 80
그림 3-37. 클라리스로마이신의 랭무어 흡착등온식 계산결과 81
그림 3-38. 스멕타 정제시료에 대한 X-선회절분석 결과 82
그림 3-39. 흡수성 항생제 층간삽입 스멕타이트의 정방위 시편에 대한 X-선회절분석 결과 83
그림 3-40. 비흡수성 항생제 층간삽입 스멕타이트의 정방위 시편에 대한 X-선회절분석 결과 83
그림 3-41. Na-형 스멕타이트에 대한 에너지분산형 X-선분광 스펙트럼 및 분석결과 84
그림 3-42. 클라리스로마이신-스멕타이트 복합물에 대한 에너지분산형 X-선분광 스펙트럼 및 분석결과 84
그림 3-43. 항생제 층간삽입 스멕타이트에 대한 퓨리어전환 적외선분광분석 결과 85
그림 3-44. in-situ 컬럼형 용출시험 개념도 86
그림 3-45. in-situ 컬럼형 용출시험을 이용한 클라리스로마이신-스멕타이트 복합물에 대한 용출 시험 예비결과 87
그림 3-46. T-25 플라스크에 담겨진 액체배지 내 헬리코박터 파이로리 배양 사진 (37℃, 5% CO₂ 배양기) 89
그림 3-47. 고체배지 콜로니 형성 확인 결과 91
그림 3-48. 항생제 및 스멕타이트 등이 헬리코박터 파이로리 균주 생장에 미치는 영향 95
그림 6-1. 메디컬 광물학 연구영역 99
그림 6-2. 외부환경으로부터 광물질이 인체 내로 유입되는 경로와 광물질의 근원 보여주는 개략도 100
그림 6-3. 유럽산업광물연합(IMA Europe) 및 산하 조직 105
그림 6-4. 유럽산업광물연합(IMA Europe) 홈페이지에 실려 있는 의약품 및 화장품용도 산업광물자원 소개 자료 106
초록보기 더보기
I. 제목 : 국내 의약품용 스멕타이트 자원개발을 위한 기초연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
○ 연구의 목적
- 국내 스멕타이트 자원의 의약품 원료화 기술 개발
- 스멕타이트를 이용한 의약품용(제균용 위장제, 기능성 피부보호제) 복합물 개발
○ 연구의 필요성
- 국내 광업 활성화를 위한 소규모·고부가 광산개발 기술 필요
- 한국지질자원연구원의 차별화된 광물자원 탐사 및 고순도·고부가가치화 기술을 활용한 광물자원-BT 융합연구협력 기반 구축을 통하여 의약품용 광물자원 개발 분야에 선제적 진출 필요
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 품질평가 기준 정량화
- 국내 의약품용 스멕타이트 품질 평가를 위한 평가기준 자료수집 및 평가인자 도출
- 상용화 의약품용 스멕타이트 제품과의 비교 연구 수행
○ 광체탐사 분야
- 감포 벤토나이트 광산을 대상으로 테스트 베드 운영(효동리 응회암 대상)
- 3D 광체모델링 구현을 위한 기초 자료 수집(지표지질조사, 3D 항공측량)
○ 선광 분야
- 불순광물의 함량 및 조암특성에 따른 맞춤형 선광기술 개발(의약품용 스멕타이트 품질 수준)
- 테스트 베드에서 산출되는 벤토나이트로부터 의약품용 복합물을 제조하기 위한 원료 스멕타이트 분리·정제
○ 의약품(제균용 위장제) 개발 분야
- 스멕타이트-항생제 복합물 유도 조건 규명 및 물리·화학적 특성분석
- 복합물에 대한 기초 효능시험
IV. 연구개발결과
○ 의약품용 스멕타이트 품질 기준
- 2:1층형 스멕타이트 광물종에 속하는 몬모릴로나이트의 경우, 국내 (재)약학정보원에서는 디옥타헤드럴 스멕타이트로, 미국과 유럽 약전(藥典)에서는 벤토나이트로 정의됨
- 의약품용 스멕타이트의 품질 기준 중 중금속함량(특히, 납과 비소)과 미생물 오염도가 일차적인 규제 요인임을 확인
- 국내 벤토나이트는 단백석 함량이 높아 이를 수% 미만으로 줄일 수 있는 처리 기술이 필요함
○ 국내 고품위 스멕타이트 자원 탐사
- 감포 46호 벤토나이트 광산을 테스트 베드로 선정하여 지질/광상 조사 및 시료채취를 수행
- 각력응회암의 기질은 대부분이 스멕타이트로 전이되어 있으며, 단층각력대를 중심으로 고품위 스멕타이트화가 진행된 것으로 보아 광역적인 속성작용 이후 구조대를 따라 후기 고품위화 작용이 수반된 것으로 보임
- 무인항공기를 이용한 3D 항공측량 및 3D 지질모델링 작업을 수행
○ 국내 스멕타이트 특성 분석
- 감포 일대 벤토나이트 광산별로 서로 상이한 광물조성을 보이며 의약품 원료로 적합한 벤토나이트 자원을 확보하기 위해서는 향후 세밀한 광물학적 연구가 필요
- 테스트 베드에서 산출되는 고품위 벤토나이트는 주로 Ca-형 스멕타이트로 구성되어 있으며, 일부 단백질과 사장석이 함유됨
- 상용 위장제 원료와 비교해 보았을 때, 테스트 베드에서 산출되는 벤토나이트의 단백석 함량이 더 높게 함유되어 있어 정제과정에서 단백질을 제거할 수 있는 기술개발이 필요함
○ 국내 스멕타이트 선광 연구
- 벤토나이트 시료를 침강분리하여, 입도별 산출량과 광물상을 분석하고 입자크기에 따른 몬모릴로나이트의 함량을 예측하기 위해 양이온교환능(CEC)을 측정
- 단순 침강분리에서는 단백석이 제거되지 않음을 확인함
- 이에 초음파 분산기술 및 미립자 분리기술을 결합하여 스멕타이트로부터 단백석을 제거할 수 있는 새로운 벤토나이트 선광기술을 개발함
○ 함-항생제 복합물 유도
- 흡수성 항생제 두 종류(아목실린, 클라리스로마이신)와 비흡수성 항생제 세 종류(젠타마이신, 토브라마이신, 네틸마이신)를 이용하여 복합물 유도
- X-선회절분석결과, 흡수성과 비흡수성 항생제 모두 스멕타이트 층간삽입이 발생함을 확인함
- 클라리트로마이신-스멕타이트 복합물에 대한 in-situ 주상형 용출 시험 수행
○ 스멕타이트 및 복합체 효능시험 결과
- 아목실린-스멕타이트 혼합물의 항-헬리코박터 파이로리 효과를 시험하기 위해 액체 및 고체배지 시험 수행
- 스멕타이트 자체의 증식억제 효과 관찰
V. 연구개발결과의 활용계획
○ 국내 광업활성화를 통하여 정부가 추진 중인 창조경제 확대에 기여함
○ 광산개발-의약품개발을 연계하여 신규 일자리 및 시장 창출
○ 국내 광산 개발을 통한 광물자원의 안정적 수급 및 국토의 가치 향상
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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