제약 및 생명공학 산업은 특히 2022년 EU GMP Annex 1 규정 업데이트 이후 엄격한 규제 기준을 준수해야 한다는 압력이 커지고 있다.
이번 업데이트는 특히 지속적인 공기 모니터링이 요구되는 Grade A 클린룸에서 더 높은 환경 모니터링(EM) 기준을 요구한다.
RMM, 특히 BFPC 기술의 채택은 오랫동안 신뢰할 수 있는 EM의 초석이었던 잘 확립된 한천 기반 방법에서 중요한 변화를 나타낸다.
멸균 제품 제조업체가 이러한 새로운 기준에 적응함에 따라 기존 성장 기반 기술을 보완하기 위해 생물형광 입자 계수기(BFPCs, biofluorescent particle counters)와 같은 RMM(rapid microbiology methods)에 대한 관심이 높아지고 있다.
RMM, 특히 BFPC 기술의 채택은 오랫동안 신뢰할 수 있는 EM의 초석이었던 잘 확립된 한천 기반 방법에서 중요한 변화를 나타낸다.
이 기사에서는 BFPC를 기존 방법과 비교하는 방법, 이러한 첨단 기술을 구현하는 데 필요한 밸리데이션 프로세스, BFPC가 상당한 이점을 제공할 수 있는 특정 응용 프로그램을 살펴본다.
전통적인 성장 기반 방법: 역사적 관점
한천 기반 방법은 클린룸에서 부유균을 검출하는 데 널리 사용된다.
영양이 풍부한 한천으로 채워진 플레이트는 클린룸 내의 전략적인 위치에 배치되거나 활성 에어 샘플러 와 함께 사용되어 환경에서 유래한 미생물의 존재를 기반으로 오염 위험을 평가한다.
배양 후에는 해당 지역의 미생물 부하를 평가하기 위해 집락 형성 단위(CFU)의 수를 계산한다.
Settle plate 및 기타 성장 기반 방법은 잘 확립되어 널리 사용되지만 개선할 과제도 있다.
주로 샘플 수집과 결과 분석 사이의 시간으로, 일반적으로 며칠 간의 배양이 필요하다.
적절한 시정조치를 취하기 전에 오염 사건이 확대되는 위험을 방지하기 위해 이러한 지연을 주의 깊게 관리해야 한다.
전통적인 성장 기반 방법은 샘플링 당시 미생물 부하에 대한 스냅샷을 제공한다.
전통적인 성장 기반 방법은 샘플링 당시 미생물 부하에 대한 스냅샷을 제공한다.
이 접근 방식은 샘플링 간격 사이에 발생할 수 있는 일시적인 오염을 놓칠 수 있다.
또한 이러한 방법의 정확성은 노출 기간 및 청정실 공기 흐름 패턴과 같은 요인에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 항상 환경의 대표적인 샘플을 제공하지 못할 수 있다.
전통적인 방법은 또한 샘플링된 미생물이 플레이트에서 자라는 능력에 따라 달라진다.
따라서 배지 유형, 배양 시간 및 온도의 선택은 모두 이러한 미생물의 효과적인 성장에 영향을 미칠 수 있다.
다양한 소독 방법을 활용하는 엄격한 청소 방법은 미생물 세포에 스트레스를 주어 미생물의 성장 능력을 무효화할 수 있다. 이러한 상황에서는 성장 기반 방법을 통해 생존 가능하지만 배양 불가능한(VNBC) 박테리아의 존재를 감지할 수 없다.
생물형광 입자 계수기의 등장
생물형광 입자 계수기(BFPC)는 기존 성장 기반 방법에 대한 최신 대안을 제공한다.
BAMS(바이오에어로졸 모니터링 시스템)와 같은 BFPC는 미생물 내 대사산물에서 방출되는 형광을 측정하여 부유균을 실시간으로 감지, 정량화 및 크기를 측정한다.
실시간 결과를 제공함으로써 BFPC는 오염을 즉시 감지할 수 있다.
이러한 신속한 대응을 통해 교정 시간을 크게 단축할 수 있으므로 제품 손실 위험을 최소화하고 무균 제조 공정의 완전성을 보장할 수 있다.
BFPC를 기존 방법과 비교할 때 밸리데이션은 매우 중요하다.
규제 기관은 신기술이 우수하지는 않더라도 최소한 기존 관행과 동등한 결과를 제공할 것으로 기대하기 때문이다.
또한 BFPC는 전통적인 한천 기반 방법으로는 식별할 수 없는 VBNC 미생물을 검출할 수 있다.
이러한 장점에도 불구하고 BFPC를 구현하려면 기술이 최종 사용자의 특정 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 신중한 밸리데이션이 필요하다.
규제 기관은 신기술이 확립된 관행과 우수하지는 않더라도 적어도 동등한 결과를 제공할 것으로 기대하기 때문에 BFPC를 기존 방법과 비교할 때 밸리데이션이 중요하다.
BFPC 기술 밸리데이션: 구조화된 접근 방식
BFPC 기술 밸리데이션에는 기기가 목적에 적합하고 특정 응용 분야에 대해 신뢰할 수 있고 정확한 결과를 생성할 수 있음을 입증하기 위해 설계된 일련의 단계가 포함된다. 이 프로세스는 일반적으로 설치적격성평가(IQ), 운전적격성평가(OQ) 및 성능적격성평가(PQ)을 포함하는 체계를 따른다.
설치 및 운전적격성평가(IQ/OQ)
IQ/OQ 단계는 BFPC가 올바르게 설치되고 의도한 대로 작동하는지 확인한다.
IQ 중에는 모든 구성 요소가 존재하고 올바르게 구성되었으며 설계 사양을 준수하는지 확인하는 것을 포함하여 문서화된다.
IQ/OQ 단계는 BFPC가 올바르게 설치되고 의도한 대로 작동하도록 보장한다.
OQ는 BFPC가 사용자 환경의 운영 사양에 따라 작동하는지 확인하는 데 중점을 둔다.
여기에는 성능, 교정 및 기능 점검을 포함하여 기기가 실제 조건에서 올바르게 작동하는지 확인하는 작업이 포함된다.
또한 데이터 정확성, 소프트웨어 통합 및 관련 기준 준수를 보장하는 것이 포함되며 모두 철저하게 문서화된다.
성능 적격성평가(PQ)
PQ는 BFPC의 성능이 실제 작동 조건에서 테스트되는 가장 중요한 밸리데이션 단계이다.
PQ는 사용자가 정의하고 BFPC의 특정 애플리케이션에 맞게 조정된다.
이는 동등성 테스트, 정확도 및 정밀도 계산, 간섭 테스트의 세 가지 주요 구성 요소로 구성된다.
동등성 테스트: 이는 BFPC 기술을 기존 성장 기반 방법과 함께 또는 대체 방법으로 구현할 때 필수적이다.
목표는 BFPC가 비교 가능한 결과를 제공할 수 있음을 입증하여 동일한 수준의 확신을 가지고 중요한 품질 결정을 내릴 수 있도록 하는 것이다.
실제로 동등성 테스트에는 BFPC 판독값을 다양한 청정실 환경에서 기존 방법으로 얻은 판독값과 나란히 비교하는 작업이 포함된다.
목표는 BFPC가 비교 가능한 결과를 제공할 수 있음을 입증하여 비슷한 수준의 확신을 가지고 중요한 품질 결정을 내릴 수 있도록 보장하는 것이다.
예를 들어, 미생물 수가 0으로 예상되는 Grade A 청정실에서는 동등성 테스트가 어려울 수 있다.
비교 기준을 설정하려면 낮은 등급의 청정실이나 시뮬레이션 환경과 같이 미생물 부하에 대한 허용 범위가 더 큰 환경에서 테스트를 수행해야 할 수도 있다.
그런 다음 BFPC의 경고 및 조치 수준은 기존 방법의 수준과 일치하도록 교정되어 BFPC가 확립된 프로토콜에 따라 대응을 촉발하는 오염을 안정적으로 감지할 수 있도록 보장한다.
정확도 및 정밀도 계산: 동등성 테스트 중에 수집된 데이터는 BFPC의 정확도와 정밀도를 계산하는 데 사용된다.
정확도는 전통적인 방법과 비교하여 샘플 내 생물학적 입자의 수를 정확하게 계산하는 BFPC의 능력을 의미한다.
예를 들어 settle plates가 입방미터당 100CFU를 기록하는 경우 BFPC는 유사한 수치를 보고해야 하며 일반적으로 기존 방법 결과의 70% 이상이다. 이 임계값은 BFPC가 미생물 부하를 신뢰성 있게 나타내는지 확인하는 기준을 제공한다.
정밀도는 BFPC 결과의 반복성을 측정한다.
정밀도는 BFPC 결과의 반복성을 측정한다.
동일한 조건에서 여러 샘플을 채취하여 결과의 변화를 분석한다.
BFPC는 기존 방법의 정밀도에 필적하는 낮은 변동성으로 일관된 결과를 보여야 한다.
이러한 계산은 청정실 환경을 정확하게 모니터링하는 BFPC의 능력에 대한 신뢰를 구축하고 진행 중인 EM에 대해 신뢰할 수 있도록 보장하는 데 중요하다.
그러나 BFPC의 특정 적용으로 인해 다소 엄격한 테스트가 발생할 수 있다.
간섭 테스트: 생물학적 입자와 비생물학적 입자를 구별하는 BFPC의 능력을 평가한다.
특정 플라스틱이나 섬유와 같이 기기의 감지 파장에서 형광을 발할 수 있는 비미생물 물질의 존재로 인해 BFPC가 거짓 양성 결과를 생성하지 않도록 하는 것이 중요하다.
한천 기반의 과제는 주로 샘플 수집과 결과 분석 사이의 시간이다.
이 단계에서는 청정실에서 흔히 발견되는 물질이 간섭을 일으키는지 확인하기 위해 통제된 조건에서 BFPC에 도입된다.
거짓 양성이 발견되면 대체 물질을 고려하거나 활성 모니터링 기간 동안 이러한 물질의 사용을 제한해야 한다.
애플리케이션별 밸리데이션: BFPC 사용 조정
BFPC 기술의 다양성은 다양한 청정실 환경 및 응용 분야에 적용할 수 있다. 이러한 유연성은 특정 용도에 따른 맞춤형 밸리데이션 접근 방식이 필요하다.
다음은 BAMS와 같은 BFPC가 다양한 애플리케이션에 대해 밸리데이션될 수 있는 방법의 예이다.
1. 아이솔레이터의 BFPC
무균 제조에 사용되는 아이솔레이터는 최소한의 입자 수로 A등급 환경을 유지하도록 설계되었다.
이러한 환경에서 BFPC를 밸리데이션하는 것은 예상되는 미생물 부하가 낮기 때문에 어렵다.
BFPC(생물형광 입자 계수기)를 사용하면 오염을 즉시 감지할 수 있다.
이 문제를 해결하려면 BFPC를 높은 수준의 청정실부터 오염이 심한 지역에 이르기까지 다양한 환경에서 테스트하여 다양한 조건에서 정확도와 정밀도를 확립해야 한다.
또한 아이솔레이터 안에서 사용되는 물질을 간섭 테스트를 거쳐 거짓 양성 판독에 영향을 미치지 않도록 해야 한다.
2. HVAC 시스템 조사용 BFPC
BFPC는 HEPA 필터의 누출 감지 또는 공기 교환율 모니터링과 같은 HVAC 시스템의 효과를 조사하는 데 매우 중요할 수 있다.
PQ는 가장 중요한 밸리데이션 단계이다.
이러한 맥락에서 밸리데이션은 시스템 성능이 조정됨에 따라 입자 수의 변화를 감지하는 BFPC의 능력에 중점을 둔다.
변화를 감지하는 BFPC의 정확도와 정밀도는 HVAC 시스템이 필요한 공기질 기준을 유지하는 데 매우 중요하다.
3. 조사 연구
BFPC는 특정 행동이나 관행이 청정실 오염 수준에 미치는 영향을 연구하는 등 조사 목적으로도 사용될 수 있다.
예를 들어 무균 기술 연구에는 직원이 다양한 작업을 수행할 때 입자 수를 모니터링하는 작업이 포함될 수 있다.
밸리데이션에는 BFPC가 입자 수준의 미묘한 변화를 감지하고 일관되고 반복 가능한 데이터를 제공할 수 있는지 확인하는 것을 포함한다.
규정 준수 보장 및 오염 관리 강화
BFPC의 도입은 무균 제조를 위한 환경 모니터링의 중요한 발전을 나타낸다. 이러한 신속미생물검출법은 실시간 연속 모니터링을 제공하여 settle plate와 같은 기존의 성장 기반 방법보다 더 포괄적이고 대응력 있는 오염 관리 접근 방식을 제공한다.
동등성 테스트, 정확도 및 정밀도 계산, 간섭 테스트를 포함하는 구조화된 밸리데이션 접근 방식을 따르면 제조업체는 자신 있게 BFPC를 환경 모니터링 프로그램에 통합할 수 있다.
그러나 BFPC 기술을 채택하려면 각 응용 분야의 특정 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 엄격한 밸리데이션 프로세스가 필요하다.
동등성 테스트, 정확도 및 정밀도 계산, 간섭 테스트를 포함하는 구조화된 밸리데이션 접근 방식을 따르면 제조업체는 자신 있게 BFPC를 환경 모니터링 프로그램에 통합할 수 있다. 따라서 이 기술은 발전하는 제약 산업에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이다.
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