지난 번에 QbD에 대해 간단히 언급 했었습니다.
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Quality by Design (QbD)
ICH Q8(R2) Pharmaceutical development에 언급된 Quality by Design(QbD)는 의약품 개발을 위한 systematic approach를 의미합니다. Rule과 process에 기반함으로써 사람으로부터 독립적인 시스템으로 목표를 미리 정하여
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오늘은 QbD와 DoE의 관계에 대해 설명드리고자 합니다.
우선 QbD를 복습 해 보자면, QbD는 “설계 기반 품질”이라는 개념으로, 의약품 개발 초기 단계부터 품질을 내재화하여 제품이 일관되게 원하는 품질 특성을 갖도록 하는 접근 방식입니다. 즉, 품질을 검사해서 확보하는 게 아니라, 처음부터 설계하고 공정을 이해하여 품질을 보장하는 것입니다.
QbD의 핵심 요소로는 아래와 같은 항목이 있습니다.
1. QTPP (Quality Target Product Profile): 목표 품질 프로파일 – 최종 제품이 가져야 할 품질 특성 (예: 용출 속도, 안정성 등)
2. CQA (Critical Quality Attributes): 중요 품질 특성 – 제품 품질에 중요한 물리적, 화학적, 생물학적 특성
3. CMA (Critical Material Attributes) / CPP (Critical Process Parameters): 품질에 영향을 줄 수 있는 원자재 특성 또는 공정 조건
DoE (Design of Experiments)와 QbD의 관계
DoE는 QbD를 실현하기 위한 핵심 도구 중 하나입니다. QbD를 하려면, 공정이나 원자재가 품질에 어떤 영향을 주는지 정량적으로 분석해야 합니다. 이때 DoE를 활용합니다.
DoE의 역할:
- 여러 변수(CMA, CPP 등)가 품질(CQA)에 미치는 영향을 체계적으로 실험하여 파악
- 변수 간 상호작용(interaction) 파악 가능
- 설계 공간(Design Space) 설정을 위한 데이터 확보
- 공정 최적화, 위험 최소화, 품질 일관성 확보
예시 흐름:
- QTPP 설정 → CQA 도출 → 위험평가로 중요한 변수 도출 → DoE로 변수의 영향 확인 → 설계공간 도출 → 관리 전략 수립
QbD는 의약품의 설계 단계부터 제품 품질을 확보하기 위한 시스템적인 접근 방법이며,
DoE는 QbD에서 변수의 영향을 분석하고 최적 조건을 찾기 위한 실험 설계 방법이라고 볼 수 있습니다.
간단한 예시를 보면 아래와 같습니다.

이 데이터를 분석해서, 어떤 조합에서 용출율이 기준 이상이 되는지 찾아내고, 그걸 Design Space로 정의하는 것입니다.
그리고 그 Design Space의 범위가 CPP의 기준이 되고, 통계적 공정 관리(SPC)를 통해 관리 상하한선(UCL, LCL)으로 설정됩니다.
감사합니다!