계장기술(PROCON)

기획특집 멸균기 Calibration / Validation이란 무엇인가?

페이지 정보

작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 71회 작성일 20-01-16 13:21

본문

c1cd405d0a3ee68803cb01993a0a8a74_1579148179_7613.png
미생물을 전공하여 제약 혹은 식품업체에서 관련 업무를 진행하는 사람들에게 의약품 및 식품 제조 과정 중 가장 중요한 공정을 손꼽으라고 하면, 이구동성으로 ‘멸균 공정’이라 대답할 것이다. ‘제조의 시작과 끝은 멸균’이라는 말이 있을 정도로 멸균 공정은 제약 및 식품산업에 아주 중요한 공정이다.

GMP 관련 규정도 점점 엄격해지고 있는 상황에 맞춰 멸균기에 대한 관리 및 유지보수는 날이 갈수록 중요성이 부각되고 있다. 변화하는 GMP 규정에 맞추어 작업장에서 사용 중인 멸균기에 대해 잘 알고, 검교정 및 유지보수에 만전을 기해야 한다.
멸균기란 무엇인가?

멸균기의 사전적인 의미는 모든 미생물 및 포자까지 완전히 사멸시키는 장치(출처 : 농업용어사전 – 농촌진흥청 저)로 정리할 수 있으며, 멸균의 방법에 따라 소각/건열멸균/저온살균/고압증기멸균/방사선멸균/가스멸균 등이 있다.
본고에서는 산업 현장에서 가장 많이 사용되는 고압증기멸균기와 건열멸균기에 대해 살펴보도록 하겠다.

(1) 고압증기멸균
위 사진과 같은 고압증기멸균기(Autoclave)를 이용하여 121℃와 1kg/cm2[15 pound/inch2(psi)]의 고압증기로 15~20분간 멸균하는 방법이다. 각종 배지, 의류, 실험기구 등의 멸균에 사용한다. 영양세포, 바이러스 및 내생포자까지 멸균 가능하며, 현재 가장 많이 사용되고 있으나 고온에서 변성 또는 파괴되는 물질의 멸균에는 사용할 수 없다. 고압증기멸균기를 사용할 때는 기기 내부에 증류수를 채워서 열선과 온도센서가 잠길 수 있도록 해야 하며, 수증기가 빠져나오지 않도록 잘 밀폐해야 한다.

(2) 건열멸균기
높은 온도의 건열(Dry heat)을 이용하여 미생물을 제거하는 방법으로 유리기구(피펫, 플라스크, 시험관 등)나 금속기구와 같이 열에 안정한 기구의 멸균을 위하여 사용한다. 건열멸균은 건열멸균기(Drying oven)의 밀폐된 내부 공간을 160~180℃로 올린 후 2시간 동안 처리하여 미생물을 산화 또는 탄화시켜서 미생물 및 내생포자(Endospore)를 완전히 멸균하는 방법이다. 건열멸균은 습열 방식에 비해 멸균 속도가 느리고 효율이 떨어지며, 열에 약한 플라스틱이나 고무제품 또는 배지 성분은 대상물의 변성이 이루어져 사용할 수 없다. 고압증기살균과는 달리 기내가 건조 상태를 유지하므로, 세척 후에는 기구를 건조시키는 데에도 사용이 된다.

멸균기 Calibation / Validation
위의 멸균기들은 주기적으로 Calibration과 Validation을 통해 성능에 대한 검증을 실시해야 하는데, 현장 관리 규정에 맞게 적절히 시행해주는 것이 좋다. 멸균기에 대한 Calibration과 Validation은 멸균기의 성능을 검증하는 데에는 궤를 같이 하지만, 방법이나 시험 항목들을 들여다보면 많은 차이가 있음을 알게 된다.

먼저 멸균기 Calibration은 멸균기에 장착된 계기류들의 정상 작동 여부를 검사하는데, 일반적으로 컨트롤 온도센서, 압력계, 타이머에 대한 교정을 실시한다. 실제 내부의 환경 실측보다는 멸균기들을 제어하는 계기에 대한 검사를 진행하여 정상적인 계기에 의해 컨트롤 되고 있다는 것을 검증하는 것이 목적이다.

멸균기 Validation의 경우 Calibration보다 훨씬 많은 항목에 대해 검증을 실시하는데, Validation이란, 제약산업에서 특정한 공정·방법·기계설비 또는 시스템이 미리 설정되어 있는 판정 기준에 맞는 결과를 일관되게 도출한다는 것을 검증하고, 이를 문서화하는 것을 의미한다.

GMP(의약품 등의 제조나 품질관리에 관한 규칙)를 참고하며, 각국의 세부 규칙(한국-KGMP) 영향을 받으며, 제품의 설치 및 운용에 대한 적격성을 판정한다. 즉, Validation이란 멸균기의 설치, 운용에 전반적인 사항이 적합하게 적용되어 실제 멸균 업무 진행이 가능한 지에 대한 검증이다.

사진 2는 현장에서 실제 작성된 Validation 문서에 대한 발췌 내용이다.

c1cd405d0a3ee68803cb01993a0a8a74_1579148299_7717.png

c1cd405d0a3ee68803cb01993a0a8a74_1579148376_173.png
내부 온도/압력 측정

Validation을 진행함에 있어 가장 중요한 항목은 컨트롤 센서로 형성된 내부 환경(온도/압력)이 실제 구현되는지에 대한 검증이다(위 사진 3 참고). 컨트롤 센서에는 정상적인 값이 표기되더라도 장비 내부 문제를 비롯한 다양한 문제로 인해 실제 멸균기 내부 환경은 멸균 작업에 적합하게 구현되지 않은 경우가 많이 있는데, 이는 멸균 작업에 직접적이고 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문에 반드시 올바르게 검증이 되어야 하는 부분이다.

멸균기 내부 온도/압력 측정은 센서의 방식에 따라 유선 장비와 무선 장비가 존재하는데, 각각 표 1과 같은 특징이 있다.

c1cd405d0a3ee68803cb01993a0a8a74_1579148404_6351.png 

c1cd405d0a3ee68803cb01993a0a8a74_1579148426_6536.png 

유선 밸리데이터가 각광받던 과거와는 달리, 현재는 거의 모든 현장에서 무선 밸리데이터가 사용되고 있는데, 그 이유는 첫째, 현장에서 가장 높은 비중을 차지하고 있는 ‘고압증기멸균기(Autoclave)’가 내부의 고압이 유지되어야만 내부 환경이 조성되는데, 유선 밸리데이터의 경우 10~20개의 와이어 타입의 센서가 내부로 삽입되어지기 때문에 기밀도 유지에 어려움이 따르기 때문이다. 둘째, 유선 밸리데이터의 경우 정밀도가 많이 떨어지는 열전대 K 타입 혹은 T 타입 센서를 사용하기 때문에 반드시 현장에서 사용 온도범역대에 맞춰 IRTD와 사전 교정과 사후 검증을 하도록 GMP 규정에 명시되어 있다. 이 작업이 실제 밸리데이션을 진행하는 시간보다 오래 걸려 작업에 효율성이 많이 떨어지게 된다. 따라서 앞으로도 산업 현장에서의 무선 밸리데이터의 활용이 더욱더 높아질 전망인데, 무선 밸리데이터는 사진 5의 내용을 잘 검토하여 구매하여 사용하는 것이 중요하다.

KGMP(Korea GMP)의 경우 현장에 엄격한 Validation 규정을 적용시키지 않고 있다. 하지만 미국 FDA, 유럽, 일본의 경우 오래전부터 매우 엄격하게 Validation 규정을 관련 산업에 적용하고 감시하고 있는 상황이며, KGM P도 단계적으로 FDA 규정을 따라 국내 산업에 적용시키겠노라고 선언한 상황이다.

국내 대다수의 업체에서는 여러 가지 이유로 멸균기에 대한 검사를 고가의 비용을 들여 외부 전문 업체에 맡기고 있는 상황이다. 업체 스스로 자체 장비에 대한 이해와 숙련도를 높이고, 멸균 공정에 대한 자주적인 관리를 위해서라도 자체적인 멸균기 Validation 시스템 도입이 검토되어야 할 때이다.

henry@komets.co.kr