Ready-to-use (RTU) 용기는 제약 공정 내에서 조금씩 영향력을 늘리고 있는 추세이다. 하지만 대부분의 의약품 제조업자들은 아직도 사전에 멸균된 용기를 충전라인의 fill-finish 구역으로 반입할 수 있는 최적의 방법을 찾고 있다.

기계 및 기술관련 공급업체인 Syntegon, 그리고 의약품 용기관련 솔루션을 제공하는 Stevanato group은 tray 혹은 tubs/nests 내 RTU 바이알 외부표면 오염제거에 사용할 과산화수소(H₂O₂ 또는 VHP) 증기의 잠재성을 탐구하는 연구를 업계 최초로 수행하였다. 해당 시험은 결과를 통해 해당 방법이 소규모 배치 제조에서 유연성과 효율성을 둘 다 상승시킨다는 것을 증명하였다.

최근 몇 년 간 RTU 용기관련 시장이 매우 빠른 속도로 성장하고 있다는 사실은 그리 놀라운 일도 아니다. 의약품 제조업자들은 줄어든 time-to-market과 총소유비용(TCO), 그리고 늘어난 유연성과 더 뛰어난 의약품 무결성으로부터 득을 보고 있다. 바이알에서 주사기, 그리고 카트리지까지, 점점 더 많은 제조업자들이 소규모 배치 제조로 변경하게 되면서 이들의 숫자는 계속해서 늘어나고 있다.

최신 시장 조사에 따르면, RTU 바이알 시장 단독만 하더라도 그 규모가 2020년에 $306.5 million에 달하였다. 차후 10년간 연평균 성장률이 14.5%가 될 것으로 예상되면서, P&S Intelligence는 2030년에 RTU 바이알 시장의 매출액이 전국적으로 $1183.4 million에 도달할 것이라고 예상하였다.

• ​점점 늘어나는 신규 운송방법의 수요

비록 점점 더 많은 의약품 제조업자들이 RTU 바이알로 옮기고 있지만, 아직 풀리지 않은 의문들이 – 더 정확하게는 적절한 운송방법에 대한 의문들이 남아있다. 기존의 bulk 공정에서는, 바이알을 fill-finish 구역으로 옮기기 전에 세척기/터널 구성을 통해 세척, 멸균 및 발열성물질을 제거한다. 비록 해당 방법은 bulk로 의약품을 제조할 때는 최적의 방안이나, 소규모 배치 생산 시에는 여러 방면에서 한계에 봉착한다.

비록 비접촉 운송이 수백개의 장비들에 적용되어 국제적으로 사용되고 있기는 하지만, 전문가들은 계속해서 새로운 방안을 찾고 있다.

첫번째로, 장비들의 구조로 인해 제품 교체에 걸리는 시간이 많이 소요된다. 두번째는, 에너지 소비율이 높아, 잦은 배치 생산이 필요한 경우에는 주요 방해요소가 될 수 있다. 따라서 의약품 제조업자들은 무균 운송 방법 중 좀더 소규모 배치 생산에 호환되는 쪽을 찾고 있다. 이들의 주 목표는 제품 교체에 걸리는 시간을 줄이고, 유연성을 더 확보하여 이를 통해 제조 시 안전성에 영향을 주지 않으면서도 효율과 수익성을 최적화하는 것이다. Ready-to-use 바이알은 위의 이점들을 제공할 수 있다.

• ​바이알의 비 접촉 운송 개선

요즘, tray 또는 tub에 들어있는 RTU 바이알을 무균 지역으로 반입하는 가장 일반적인 방법은 일명 “비접촉 운송(no-touch transfer)”이라 불리는 방법이다. 바이알 병은 유리병 공급 시설에서 나오기 전에, tray 또는 tub/nest에 넣어, 밀봉하고, bag에 넣어 포장된다. Tray 또는 tub는 1,2개 또는 그 이상의 (대부분의 경우)Tyvek 물질로 된 레이어를 통해 보호되는데, 이는 건열, 방사능 혹은 가스를 사용한 최종 멸균을 위해 필요한 것이다.

이 포장 레이어들은 모두 의약품 제조업체의 충전 시설에서 단계 별로 포장을 다시 해제하여야 한다. 해당 작업은 청정실 내에서 작업자를 통해 반 자동 방식으로 수행하거나 또는 기계를 사용하여 완전 자동 방식으로 수행한다. 각 포장 해제 단계마다 오염의 위험은 상승한다. 비록 비접촉 운송이 수백개의 장비들에 적용되어 국제적으로 사용되고 있기는 하지만, 전문가들은 계속해서 새로운 방안을 찾고 있다. 운송도구와 환경 모니터링 자재가 생물오염 제거 사이클이 포함된 고속 운송 챔버를 거쳐 외부 오염제거를 수행하는 것이 업계에서 일반적으로 사용하는 방안이다. 하지만, RTU 바이알을 아이솔레이터 내부로 운송하는 데에는 같은 방식이 사용되지 않는다. …적어도 현재 시점에서는 말이다.

• ​VHP: 오염제거에 사용 및 시험해보다

과산화수소 증기는 뛰어난 잠재력을 지니고 있다. 과산화수소 증기는 이미 상업 라인에서 기존 bulk glass vial 생산 시 아이솔레이터 내부의 오염을 제거하는데 널리 사용되고 있다. 오염제거 사이클 이후, 라인 내에 있는 아이솔레이터들은 보통 깨끗한 공기 혹은 촉매 컨버터를 사용하여 내부의 H2O2 농도가 1 또는 0.5ppm에 도달할 때까지 환기시킨다. 위 값이 일반적으로 아이솔레이터가 “제조작업 준비 완료”가 되는 값이다.

바이알 병이 터널을 통해 fill-finish 구역에 들어가고 공기 내에 소량이지만 여전히 농도가 남아있는 과산화수소 증기에 노출된다. 그로 인해, fill-finish 공정 도중 가스 입자들이 용기에 스며들고 바이알의 내부 유리 표면에 축적된다. 그러나, (면밀한 연구에 따르면) 해당 축적량은 제품의 품질에 영향을 끼치지 않을 정도로 적다

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• ​업계 최초 연구​

VHP를 사용한 방식이 사전 멸균된 바이알의 외부 오염제거에 적용될 수 있는지 여부를 이해하는 것의 핵심은 바로 광범위한 데이터에 있다. 새로운 절차를 선택하기 전에, 의약품 제조업자들은 자신들에게 있어서 가장 부담되는 질문에 답해야 한다: 외부 오염을 제거할 때 VHP의 잔여물이 포장에 스며드는가? 바이알 내부의 과산화수소(H₂O₂) 잔여물이 완제품의 품질에 악영향을 끼칠 수 있는가? 최근까지는, RTU 바이알을 H₂O₂ 챔버를 사용하여 fill-finish 구역으로 운송할 때 사용하는 VHP 방식에 대한 안전성을 증명하기에는 데이터가 충분하지 않았었다.

2021년, Syntegon 과 Stevanato Group은 힘을 합쳐 업계 최초 연구를 수행했다. 기계 제조업자로서 가진 전문성과 오랜 기간 쌓아온 아이솔레이터에 대한 경험에 의약품 용기관련 솔루션 제공자로서 가진 RTU에 대한 심도있는 지식과 합하여, 양사는 RTU 바이알에 H₂O₂가 끼치는 영향에 대해 조사하여 소규모 배치 생산에 있어서 해당 방식이 지닌 잠재력에 대해 더 이해하고자 했다.

여기서 나온 추측은 바로 H₂O₂의 잔여물이 외부 포장과 사전 멸균된 용기에 흡수될 것이라는 것이다. 해당 방법이 안전하게 RTU 바이알에 사용되려면, H₂O₂의 양이 내부의 제품에 부정적인 산화 효과를 일으키지 않을 만큼 적어야 한다.

• ​RTU 바이알에 대한 새로운 관점

연구는 독일 Crailsheim에 위치한 Syntegon사의 Pharmalab test laboratory에서 수행되었다. 해당 연구는 아이솔레이터 내에서 플라스틱과 유리 바이알을 일반적인 H₂O₂ 오염제거 사이클에 노출시켜 해당 방식을 시험하고 가장 일반적인 바이알 자재인 두개의 타입에 대한 신뢰성 있고 비교가능한 데이터를 수집하는 절차로 수행되었다. 각 타입 당, probe는 사전 멸균 및 포장된 샘플 바이알, 외부 포장을 제거한 control 바이알, 그리고 동일하게 외부 포장이 없으나 밀봉상태인 control 바이알, 총 3개를 사용하였다. 잠시동안의 holding time과 그에 따른 aeration을 수행한 이후, 바이알의 내부 표면을 서로 다른 시간 point 때 control media로 세척하여 각 용액 내 H₂O₂의 양을 검출하였다.

이러한 새로운 관점들은 소규모 배치 생산과 RTU 용기에 대한 fill-finish 절차에서 흥미로운 신규 가능성들의 기반이 되어줄 것이다.

시험의 결과를 통해 포장, 바이알 크기 및 바이알 자재, 노출 기간과 aeration시간과 같은 여러 개의 변수들이 용기 내부의 H₂O₂ 농도에 영향을 끼친다는 것을 알 수 있다. 데이터가 나타내는 바에 따르면, 예를 들어, 유리 바이알은 플라스틱 타입보다 증기를 더 적게 흡수하였다. 아이솔레이터 내부의 잔여 H₂O₂ 농도가 일반 기준량인 0.5 ppm이 도달할 때까지 aerating할때, 오직 무시가능한 수준의 잔여량(2 nanomol (nmol) 이하)만이 샘플 바이알에 침투하였다. 이러한 결과는 H₂O₂ 증기가 사전 멸균된 바이알의 외부 포장의 오염을 제거하는데 사용하기 안전한 방법이라는 것을 보여주고 있으며 이는 제약 업계에 있어서 잠재적인 변화를 위한 문을 열어주었다.

• ​이론에서 실제 적용까지

결국에, “one-size-fits-all(모든 경우에 맞는)” 방안이라는 것은 없다. 각 의약품들은 아이솔레이터 내부의 잔여물 농도에 따라 다르게 반응할 것이고, 그 영향은 여러 요소, 원료의 특성이나 제형에 따라 다르다. 의약품 제조업자들은 우선 정확한 데이터를 수집하여 이러한 작용들에 대해 완전히 이해하고 H₂O₂ 증기 오염제거 방법이 본인의 제품 제조에 있어서 최선의 방법인지 여부를 평가하여야 한다. Syntegon과 Stevanato Group이 수행한 연구들이 데이터 수집에 있어서 견고한 기반이 되어주면서, 의약품 제조업자들은 더 쉽게 자사의 제품을 시험해보고 자사의 RTU 운송 절차에 대하여 데이터를 기반으로 한 결정을 내릴 수 있을 것이다.

이러한 새로운 관점들은 소규모 배치 생산과 RTU 용기에 대한 fill-finish 절차에서 흥미로운 신규 가능성들의 기반이 되어줄 것이다.

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