최근 바이오 의약품 산업에서 생산 유연성 증대, 세척 및 검증 비용 절감, 교차 오염 리스크 최소화 등의 장점으로 일회용 시스템(Single-Use Systems, SUS)의 도입이 증가하고 있습니다. 시장조사기관 BCC리서치에는 2024년 일회용 시스템 시장이 65억 달러에서 2029년 112억 달러로 연평균 11.6% 성장세를 보여줄 것이라고 예상하고 있습니다.
대표적인 일회용 시스템은 생물반응기(바이오리액터) 백, 튜브, 필터, 커넥터 등으로 공정의 많은 단계에서 플라스틱 기반의 일회용 부품들입니다.
그러나 이러한 편리함의 이면에는 환자의 안전을 직접적으로 위협할 수 있는 용출물과 추출물 문제가 자리하고 있습니다. 바로 플라스틱이 가지는 물성에 따라 위협이 발생할 우려가 있기 때문이죠.
일회용 시스템 도입 확대에 따라 발생할 수 있는 작은 위협을 막을 수 있는 방법을 이번 아티클을 통해 확인해 보세요!
| [바이오 소부장 시리즈] 1. 데이터가 K-바이오의 미래를 구한다: 소부장 공급망, '사후 대응'에서 '사전 예방'으로 2. 단 1%의 실패가 100%의 폐기를 부른다: K-바이오 콜드체인의 진실 3. 그 장비, 정말 '안전하게' 도착했습니까?: 물리적 무결성을 증명하는 법 4. K-바이오의 미세 위협, '용출물'은 운송 과정에서 시작된다 |
'추출물'과 '용출물': 일회용 시스템의 보이지 않는 위협
일반적으로 플라스틱 부품을 제조할 때는 유연성을 높이는 가소제, 산화를 막는 항산화제, 안정제 등 다양한 화학 첨가물이 사용됩니다. 이러한 화학물질들은 특정 조건에서 플라스틱으로부터 빠져나와 의약품과 접촉될 수 있죠.
- 추출물(Extractables): 실험실 환경에서 강한 용매나 높은 열과 같은 가혹한 조건을 가했을 때 플라스틱에서 빠져나올 수 있는 모든 잠재적 화학물질입니다.
- 용출물(Leachables): 실제 의약품 생산 및 보관 조건 하에서 플라스틱으로부터 의약품으로 이동해 유입되는 화학물질입니다. 이는 추출물의 일부로 최종적으로 환자에게 투여될 수 있기 때문에 직접적인 안정성 문제를 야기합니다.
이러한 용출물들은 그 자체로 독성을 띄거나 발암물질일 수 있으며 바이오 의약품의 단백질 구조와 반응해 약효를 떨어뜨리거나 안정성을 저해할 수도 있습니다. 때문에 미국 약전(USP), 유럽 약전(EP) 등 전 세계 유관 기관은 의약품과 접촉하는 모든 자재에 대한 용출물·추출물 평가를 매우 엄격하게 요구하고 있습니다.
통제 불가능한 공급망 변수, 일회용 시스템의 안정성을 위협하다
용출물, 추출물 문제에서 가장 간과하기 쉬운 변수는 ‘공급망 환경’입니다. 플라스틱에서 화학물질이 빠져나오는 속도와 종류는 부품이 어떤 환경을 거쳐왔는지에 따라 크게 달라집니다.
제약사와 부품 공급사는 USP <665> (제약 제조에 사용되는 플라스틱 구성요소 및 시스템)와 같은 가이드라인에 따라 위험 평가를 수행합니다. 이 과정에서 특정 온도, 시간, 용매 조건에서 E&L(용출물, 추출물) 프로파일을 테스트하고 검증된 사용 범위를 설정합니다.
문제는 검증된 범위가 ‘통제된 실험실 및 생산 조건’을 전제로 한다는 것입니다. 하지만 부품이 공급사를 떠나 생산시설에 입고되기까지의 통제되지 않는 운송 구간은 전제에서 벗어난 사각 지대가 될 수 있습니다.
- 온도 편차: 플라스틱에서 화학물질이 빠져나오는 속도(용출 속도)는 온도에 절대적으로 의존합니다. 한여름 직사광선에 노출된 컨테이너 내부가 60℃ 이상 치솟는 환경이 된다면 이는 부품 공급사가 테스트한 ‘안정적 보관조건’을 심각하게 위반하는 것입니다.
- 물질의 ‘베이스라인’ 변화: 이러한 극한의 온도 노출은 단순히 용출 속도를 일시적으로 높이는 것을 넘어 플라스틱 고분자 구조 자체의 물리화학적 특성(베이스라인)을 비가역적으로 변경 시킬 수 있습니다.
- 시간 및 물리적 스트레스: 장기 보관, 지속적인 진동 등도 플라스틱 표면 특성을 변화시켜 새로운 용출물 프로파일을 생성하는 원인이 될 수 있습니다.
결국, 동일한 제조사에서 동일한 로트로 생산된 일회용 부품이라 할지라도 어떤 운송 환경을 거쳤느냐에 따라 E&L ‘검증 상태’가 무너질 수 있습니다.
통제된 실험실 데이터에만 의존하는 것은 실제 운송 과정에서 발생한 온도이력이 부품에 미친 잠재적 영향을 완전히 무시하는 것입니다. 이는 실제 생산에 사용되는 부품의 안정성을 대변하지 못한다는 규제 및 품질 리스크로 이어집니다.
윌로그, '눈에 보이지 않는 위험'을 통제 가능한 영역으로
이러한 미시적인 위험과 공백을 관리하기 위해서는 데이터 기반의 평가가 필요합니다. 입고되는 모든 정밀 부품 및 일회용 시스템 배치에 대해 공급망 전 여정에 대한 환경 이력 데이터를 확보해 해당 부품이 ‘검증된 상태’를 유지했는지 증명해야 합니다.
이러한 이력 데이터는 해당 부품 배치가 어떤 온도와 습도 프로파일을 거쳐왔는지 확인할 수 있으며 담당 부서는 아래와 같이 데이터에 근거한 의사결정을 내릴 수 있습니다.
데이터 기반 의사결정 예시
- A 부품 배치(Risk): 운송 중 허용 기준을 초과하는 고온에 4시간 동안 노출된 이력이 확인됨. 이는 공급사가 제시한 E&L 데이터 유효성을 보장할 수 없는 ‘검증 상태 이탈’로 간주됨. 따라서 추가 위험 평가 및 필요시 폐기 조치.
- B 부품 배치(Pass): 공급망 전 과정에서 안정적인 환경에서 운송되었음을 데이터로 확인함. 공급사의 E&L 데이터를 신뢰할 수 있으며 사용 적합성 판단의 객관적인 근거로 채택함.
이는 ‘만일을 대비해’ 멀쩡한 부품을 폐기하던 관행에서 벗어나 불필요한 낭비를 줄이고 잠재적 위험을 가진 부품이 생산 라인에 투입되는 것을 원천적으로 차단하는 데이터 기반의 품질 관리(QA) 체계로의 전환을 가능케 합니다. 윌로그는 눈에 보이지 않는 화학적, 생물학적 위험을 데이터로 증명하고 통제할 수 있도록 지원합니다.
아래 버튼을 눌러 데이터에 근거한 의사결정 기반을 구축해 보세요!
