제약 시장의 Validation이란 무엇인가를 간단히 설명하면 "공정, 시설 또는 시스템이 의도한 대로 적절히 기능하고 있는지를 확인하기 위하여 이들을 체계적으로 조사·검토하여 문서화하는 것"이며, "validation되었다" 라는 것은 품질규격에 적합한 제품이 일관되게 제조된다는 것이 증명되어 정식으로 승인된 것을 말한다. Validation을 실시하므로서 직접적으로 공정이 개선되는 것은 아니다.

KFDA에서는 Validation의 정의를 다음과 같이 하고 있다.

밸리데이션(Validation) 이라함은 어느 특정한 공정, 방법, 기계설비 또는 시스템이 미리 설정되어있는 판정기준에 적합한 결과를 얻는다는 것을 검증하고 이를 문서화하는 것을 말한다.

Validation의 정의는 WHO-GMP에서는『어떤 조작, 공정, 기계설비, 원재료, 동작 또는 시스템이 실제로 기대되는 결과(expected result)를 얻는다는 것을 검증(proving)하고 문서화(documented)된 행위』라고 정의하고 있고, 일본 의약품GMP에서도 이와 유사하게「제조소의 구조설비를 비롯하여 조작, 공정 그 외의 제조관리 및 품질관리의 방법이 기대되는 결과를 얻는다는 것을 검증하고 이것을 문서화하는 것을 말한다」라고 정의하고 있다.

미국 FDA에서는 " 사전에 설정된 규격과 품질특성에 부합하는 제품을 특정공정이 일관되게 생산할 것이라는 점을 상당한 수준으로 보증하는 증거 문서를 확립하는 절차"라고 정의한다.

FDA Process Validation지침

1.품질, 안정성 및 유효성은 제품 중에 설계되어야 한다.

2.품질은 최종제품의 건사, 시험만으로는 보증할 수 없다.

3. 제조공정의 각 단계는 최종 제품이 모든 품질 및 설계 규격에 합치되도록 괸리되어저야 한다.

Validation은 일반적으로 그 실시대상으로 봐서 크게 다음과 같이 5가지 종류로 나눈다.

① 공정 발리데이션(process validation)

② 시험법 발리데이션(method validation)

③ 컴퓨터 발리데이션(computer validation)

④ 세척 발리데이션(cleaning validation)

⑤ 제조지원시스템 발리데이션(Support system validation)

1) 공정 validation

공정 validation이란「FDA의 공정 validation지침」에 규정하고있는 바와 같이 "어떤 공정이 미리 설정한 규격과 품질특성(예를 들면, 역가, 순도, 안정성, 안전성 등)에 적합한 제품을 일관되게 생산할 수 있다는 것을 확실하게 보증할 수 있고 그 결과를 문서화하는 것"을 말한다.

공정 validation을 실시하기 전에 처방의 경우와 마찬가지로 제조설비나 기기에 대해서 적격성확인(qualification)을 하지 않으면 아니 된다. 의약품의 처방은 개발과정, 즉 품목허가를 받기 전에 충분히 검토해야 하며 검토할 항목으로는 주약과 첨가제와의 배합성, 최종제제와 포장자재와의 적합성 등이 있으며 적격성확인에 대해서는 별도로 상세히 설명한다.

2) 시험법 validation

시험법 validation이란 의약품의 분석에 사용하는 시험법이 그 의도에 부합된다는 것, 즉 시험법의 오차로 인한 판정오류의 확률이 허용되는 정도라는 것을 과학적으로 입증하는 것이다.

시험법 validation의 주된 목적은 약전에 수재된 방법이든 아니든 선정된 시험법이 재현성이 있고 의도한 목적에 부합되는 신뢰성이 있는 결과를 얻는다는 것을 보증하는 데 있다. 이를 위해서 그 방법을 실시하는 조건과 의도하는 목적이 적정한 조건 하에서 정해져야 한다.

공정 validation이 신뢰성이 있는 결론을 얻을 수 있으려면 이것을 확인·검증하는 수단인 시험법이 과학적으로 타당성이 있는 분석기기 및 방법으로 실시되어야 하기 때문에 시험법 validation도 공정 validation 못지 않게 중요하다.

시험법 validation에서는 다음과 같은 전형적인 시험법의 특성(parameter)들이 쓰여지는데 이 특성들은 어느 시험에나 모두 필요한 것은 아니며 시험대상물에 따라서 필요로 하는 것과 그렇지 않은 것이 있다.

① 진도(眞度, accuracy/trueness).....시험법의 진도란 그 방법으로 얻어진 시험결과(실측치)와 진실의 수치(참값)와 일치하는 정도를 나타내는 것이다. 진도는 종종 기지량(旣知量)을 첨가한 검체의 분석에 의한 회수율로 나타내며 시험법의 정확도를 재는 척도이다.

② 정도(精度, precision).....시험법의 정도는 균일한 재료로부터 다수의 검체를 시험했을 때 시험결과 간에 일치(재현성)하는 정도를 나타내는 것을 말한다. 일반적으로 시험법의 정도는 표준편차 또는 상대적 표준편차(변동계수)로 나타낸다.

③ 특이성(特異性, specificity).....특이성이란 공존이 예측되는 불순물, 분해물, 배합성분 등의 존재 하에서 이 성분들의 영향을 받지 않고 분석 대상물을 정확하고 특이적으로 측정할 수 있는 능력을 말한다.

④ 감도(感度, sensitivity).....감도는 농도의 미소변화를 기록할 수 있는 시험법의 성능을 말하는 것으로서 calibration curve의 경사(傾斜)에 해당한다. 검출한계나 정량한계와는 다르다.

⑤ 견뢰성(堅牢性, ruggedness).....시험법의 견뢰성이란 정상적인 시험조건(시험실, 시험자, 시험기기, 시약 로트, 분석 소요시간, 분석온도, 분석날짜 등)의 변화 하에서 동일한 시료를 분석하여 얻어지는 시험결과의 재현성의 정도(程度)를 말한다. 이것은 시험법이 시험변수 및 환경변수의 영향을 받는 정도를 말한다.

⑥ 완건성(頑健性, robustness).....완건성이란 분석조건의 약간의 변화(반응액의 pH, 시약의 양 등의 차)에 의해서 영향을 받는 정도를 말하며 그 분석법에 대한 신뢰성의 지표가 된다. 완건성과 견뢰성을 같은 의미로 쓰기도 한다.

⑦ 직선성(直線性, linearity).....시험법에 있어서의 직선성이란 검체 중에 함유되어있는 분석대상물의 양 또는 농도에 대하여 직선적인 비례관계를 나타내는 능력을 말한다.

⑧ 범위(範圍, range).....적절한 진도와 정도 또는 직선성을 가지고 측정된다는 것이 증명된 분석대상물의 최고농도와 최저농도 또는 양의 사이(간격)를 말한다.

⑨ 검출한계(檢出限界, limit of detection).....검출한계란 시료에 포함되는 분석대상물의 검출이 가능한 최소량 또는 최저농도를 말하며 검출한계에서는 정량을 할 수 없는 경우도 있다.

⑩ 정량한계(定量限界, limit of quantitation).....정량한계란 검체 중에 포함되어있는 분석대상물의 정량이 가능한 최소량 또는 최저농도를 말한다. 정량한계의 측정법은 기지량의 분석대상물의 농도를 점진적으로 감소시킨 검체를 측정하여 허용되는 진도와 정도를 가지고 측정할 수 있는 최저의 양 또는 농도를 정량한계로 한다.

3) 컴퓨터 validation

최근 의약품 제조소에서 제조관리, 품질관리, 재고관리 등에 컴퓨터가 많이 활용되고 있는데 컴퓨터와 관련해서 일어날 수 있는 문제점으로는 ①프로그램 논리(프로그램 수정을 포함)에 의한 것과 ②보안관리에 관한 것이 있다.

컴퓨터 validation은 이러한 문제점을 방지하는 대책이 취해졌는지를 확인하는 것을 말한다. 일반적으로 사용되는 PLC(programmable logic controller: 프로그램이 가능한 컴퓨터를 사용한 자동제어장치, 자동계산시험장치, 판단기능을 가진 것)에 대해서는 컴퓨터 validation을 실시하는데 Program documentation을 해서 input에 대응하는 output이 정확히 이루어지는지를 확인할 필요가 있다. 결과는 문서로 작성하여 보관해야 한다.

4) 세척 validation

GMP에서 중요시하는 교차오염(cross-contamination)을 방지하기 위해서 작업 전후의 세척이 철저하게 이루어져야 함은 말할 필요도 없다. 미량의 교차오염은 제조 후의 시험에서 검출되지 않은 경우가 많으므로 공용시설을 사용할 때는 거기에 적용하는 제품마다 세척 validation을 실시해서 세척방법을 확립해야 한다.

세척 validation에 있어서는 ①대상으로 하는 물질 ②그 한도 ③검체 채취 및 측정방법, 그리고 ④세척을 위한 설비에 대해서 확실하게 할 필요가 있다.

잔존 허용한도의 설정방법에 대한 공식적인 지침은 없으나 제조단위의 크기, 투여량, 독성 및 장치의 크기 등을 고려해야 하며, 제안된 것의 일례를 들면 다음과 같다.

1. 다음 작업할 의약품의 1일 최대투여량의 0.1% 이하일 것.

2. 다른 의약품에 그 잔유물이 10ppm 이상 혼합되지 않을 것.

3. 세척 후 육안으로 판정해서 잔유물이 없는 것을 확인할 것.

PDA Technical Report No. 29「Points to Consider for Cleaning Validation」에 의하면 세척 validation에서의 시험법으로는 다음과 같은 것이 있다.

① 직접표면 분석법 ② 적정법 ③ 전도도④ 효소법 ⑤ 광현미경검사 ⑥ 중량분석 ⑦ pH ⑧ TLC

⑨ HPLC ⑩ TOC (total organic carbon) ⑪ UV spectrophotometry ⑫ FT-IR (fourier transform IR)

⑬ CZE (capillaryzone electrophoresis) ⑭ ELISA (enzyme-linked immunosorbent)

⑮ AA/IC(atomic absorption/ion chromatography)

5) 제조지원시스템 validation

제조지원시스템에는 제조용수 시스템, 공조 시스템, 청정환경 등이 포함된다. 제조용수시스템의 validation을 실시하는 방법은

① 사용하는 원수로부터 용도에 적합한 제조용수를 얻기 위한 시스템을 결정한 후

② 기기, 공정관리, 모니터링을 위한 기술을 선정하고

③ DQ, IQ, OQ, PQ를 실시하여 결과를 확인하고 문서화한다.

의약품의 품질확보, 특히 무균제품의 무균성의 확보 또는 미량으로 생리작용이 강한 약물, 알레르기성 물질, 세포독성을 갖는 의약품의 교차오염의 방지를 위한 공조시스템의 validation은 필수적이다.

공조시스템의 발리데이션을 실시하는 방법은

① 의약품의 특성, 제형, 규격, 제조방법 및 설비가 결정되면

② 공정에 공급하는 공기의 청정도 및 관리방법을 결정하고

③ 이것을 토대로 하여 전체의 공조 시스템이 결정되고 validation 계획이 수립되며 국제규격에 맞는 청정도의 확립과 공조설비의 DQ, IQ, OQ, PQ를 실시한다.

그리고, validation은 실시시기에 따라서 다음과 같이 분류한다.

1) 예측적 발리데이션(Prospective Validation)

예측적 validation이란 의약품의 제조에 있어 공업화연구의 결과나 유사품목에 대한 과거의 제조실적 등을 토대로 하여 품질에 영향을 미치는 변동요인(원료 및 자재의 물성, 공정조건 등. 이하 "변동요인"이라 함.)을 특정하여 그 변동요인에 대한 허용조건이 품질기준에 적합한 의약품을 항상 일정하게 제조하는 데 타당하다는 것을 검증하는 것이다.

2) 동시적 발리데이션(Concurrent/Ongoing Validation)

동시적 validation은 실제로 의약품을 생산하면서 실시하는 것으로 변동요인이 허용조건 내에 있다는 것을 공정관리 등에 의해서 확인하는 것을 말한다.

이것은 생산량이 매우 작아서 1년 또는 수년에 1로트 밖에 생산하지 않거나 1로트의 생산공정이 수개월에 걸치는 경우에 적용한다. 생산하면서 실시하는 재발리데이션의 경우는 생산규모에서의 최초 몇 로트(적어도 3로트)에 대해서는 될 수 있는 한 광범위하게 모니터링하고 그 결과를 평가하여 동시적 validation을 실시할 항목을 정한다. 동시적 validation은 목적에 따라서 다음과 같이 몇 가지 내용을 포함하고 있다.

ⓐ 가동개시 때의 조사로는 파악되지 않는 장기변동의 조사와 관리 포인트의 파악. 예: 무균실의 균상(菌相)의 변화, 상수(常水)의 계절에 따른 수질 변화

ⓑ 경시적 열화(劣化)가 예상되나 그 기간을 명확히 정할 수 없는 것에 대한 관리.

예: HEPA필터, 제균필터, HPLC column의 성능

ⓒ 공정의 돌발사고 시기의 예측관리.

예: 수질시험, 공기의 품질시험, 배지충전시험

3) 재발리데이션(Revalidation)

재발리데이션은 공정의 변경 또는 제조작업환경의 변화가 있는 경우에 공정의 성질과 제품의 품질에 나쁜 영향을 미치지 않는다는 것을 확인하기 위하여 실시하는 것이다.

이것은 제품의 품질에 영향을 미칠만한 변경이 있을 때 실시하는「변경시 재발리데이션」과 스케줄에 따라서 실시하는「정기적 재발리데이션」으로 구분한다.

ⓐ 변경시 재발리데이션(Validation after Change)

의약품의 품질에 영향을 미치는 원료, 자재, 제조방법, 공정관리방법, 설비·기기 및 지원 시스템(작업환경, 공조설비, 제조용수 등)에 변경이 있을 때 실시한다. 이러한 변경이 있을 때는 재발리데이션을 할 필요가 있는 것인가를 판단하고, 만일 해야한다면 어느 정도까지 실시할 것인가를 결정해야 한다.

ⓑ 정기적 재발리데이션(Periodic Revalidation)

경험이 풍부한 작업원이 표준작업방법으로 작업하더라도 제조공정이 서서히 바뀔 수 있으며 설비·기기의 노후(老朽)도 공정을 서서히 바뀌는 원인이 된다. 따라서 의도적인 변경이 없는 경우에도 스케줄에 따라서 재발리데이션을 할 필요가 있는데 작업을 하면서 실시하는 점에서는 동시적 validation이라고 할 수 있다.

정기적 재발리데이션을 실시할 것인지의 여부는 공정이 관리상태 하에 있다는 것을 검증할 목적으로 지금까지의 데이터, 즉 전회(前回) validation 이후의 반제품 및 완제품의 시험성적을 검토한 결과를 가지고 결정한다. 지금까지의 데이터를 검토할 때는 모아진 데이터로부터 어떤 경향을 볼 수 있느냐를 평가한다.

재발리데이션은 앞에서 설명한 변경시 및 정기적인 것 외에 공정이나 품질에 이상이 자주 발생할 때도 실시한다.

4) 회고적 발리데이션(Retrospective Validation)

신제품의 생산을 개시하거나 새로운 설비를 설치할 때는 예측적 validation을 하지만 회고적 validation은 기업에 새롭게 validation이 도입되었을 때 또는 정기적 재발리데이션의 실시시기 및 실시항목을 정하기 위하여 기존제품의 제조기록 및 시험 데이터를 통계학적방법으로 해석하는 것이다.

회고적 validation은 처방, 제조방법, 시설에 변경이 없다는 것을 전제로 하여 과거의 제조실적을 검토하게 되는데 많은 과거의 제조실적과 시험성적(반제품, 완제품)들을 모아서 단순히「추인」(追認)하는 것이 아니다. 과거의 데이터는 단순히「규격 내」(적합)라는 표현이 아니라 정량적으로 수치화 할 수 있는 것은 수치화하고 그것을 객관성이 있도록 통계적수법으로 해석하는 것이 필요하다. 제조 중의 트러블이나 규격 부적합의 기록을 해석하여 공정의 변동요인의 한계치를 결정하고 경향해석(傾向解析)을 함으로써 공정의 변동요인이 허용범위 내에 있는지의 여부를 확인한다.

통계적 품질관리의 수법으로는 관리도법(管理圖法)이 가장 많이 사용되는데 이것은 생산현장에서 일상적인 데이터를 관리도에 plot해서 관리한계(±3σ) 밖으로 점이 나왔을 때는 원인을 조사해서 조치를 취하는 등의 관리목적으로 사용된다.

제조실적이 많은 기존의 비무균제제에 있어서는 혼합이나 함량균일성에 관한 과거의 데이터를 통계학적으로 해석함으로써 유용성이 높은 결과를 얻는 경우가 많지만 무균제제에 대해서는 회고적 validation을 적용하지 않는 것이 바람직하다.

다시 말하면 validation을 실시하는 시기는 다음과 같이 정리할 수 있다.

① 당해 제조소에서 새로 의약품의 제조를 개시할 때

이 때는 신제품의 개발 후반에서 필요한 공정 validation을 실시하여 공정을 확정하는 것이 이상적이며, 임상시험용의약품의 제조 및 파일럿 규모의 제조에서부터 실생산 설비에서의 공정의 스케일·업까지 포함된다.

② 의약품의 품질에 크게 영향을 미치는 변경이 있을 때

예: 설비·기기, 제조방법, 시험방법 등의 변경

③ 의약품의 제조관리 및 품질관리를 위해서 필요하다고 인정할 때

예: 공정이상 또는 품질이상의 발생

VALIDATION의 대상제형·공정

J. Sharp 씨는 의약품의 제형에 대해서 다음과 같이 중요도를 상세하게 분류하여 점수를 매기고 중요도가 높게 평가된 제형에 대해서는 엄격한 validation을 실시해야한다는 견해를 제시한 바 있는데 그 중요도는 다음과 같다.

① 위험성(제품 품질의 불량이 일으키는 위험성).....인체에 대한 위험성이 클수록 점수가 높다.

② 제조공정(공정의 복잡성, 조작의 숙련도, 제조환경의 특수성).....공정이 복잡할수록 점수가 높다.

③ 검출방법(불량품의 검출 난이성).....시험에 의하여 불량을 검출할 가능성이 적을수록 점수가 높다.

이와 같은 방법으로 중요도를 분석한 결과를 중요도가 높은 것부터 나열해 봤더니 다음과 같은 결과로 나타났다.

LVP, 분말주사제, SVP, 점안제, 안연고, 서방성 캅셀, 서방성 정제, 내용유제· 현탁제, 캅셀제, 좌제, 정제, 연고제, 크림제, 산제, 내용액제, 트로키제, 외용 액제

이것으로 봐서 가장 엄격하게 validation(공정 및 시험법)을 실시해야할 제형은 LVP라는 것이다. 일반적으로 비무균제제의 validation은 무균제제에 비하여 하위에 위치하지만 고형제제 중에서도 저용량의 것, 서방성제제, 투여량 허용폭이 좁은 것에 대해서는 validation을 중요시하고 있다.

투여량 허용폭이 좁은 의약품에 있어서는 함량 균일성(혼합 균일성), 중량편차, 용출속도, 생물학적동등성 등에 대해서 특히 엄밀한 validation을 요구한다.

Validation을 모든 제조공정에 대해서 실시한다는 것은 쉬운 일이 아니므로 제제의 특성을 고려하여 제품의 품질에 크게 영향을 미치는 제조공정에 중점을 두어 우선적으로 실시하는 것이 바람직하다.

무균제제 1. 최종멸균제제의 경우 무균성부분에서의 멸균공정 그리고 함량균일성 부분의 용행공정과 혼합 용해공정이 됩니다.

2. 무균조작제제의 경우 무균성부분에서의 무균조작공정과 여과멸균공정 그리고 무균충전공저과 항랼균일성 부분의 용해공정,혼합 용해공정, 그리고 충전공정 부분이 이 중요공정에 포함이 됩니다.

고형제제 1. 함량 균일성 부분에서의 혼합공정, 제립공저,타정공정과 용출성 부분에서의 제립공정과 타정공정 부분이 중요공정이라고 합니다.

액제 1. 함량 균일성 부분의 용해공정과 혼합 용해공정이 중요공정입니다.

연고제와 좌제 1. 함량균일성 부분의 연합공정과 충전공정 부분이 중용공정으로 구분 됩니다.

VALIDATION의 포인트

Validation의 정의에도 명시되어있는 바와 같이 validation의 주요 포인트는「기대되는 결과」,「검증」및「문서화」의 세 가지라고 할 수 있다.

1) 기대되는 결과

일반적으로 원료의약품 및 완제품에서의「기대되는 결과」는 다음과 같다.

* 원료의약품 ·품질규격에의 적합성

·순도 - 불순물

·고체의 물성 - 결정성, 입자도, 용해도

·교차오염방지

*완제품 ·품질규격에의 적합성

·함량의 균일성

·생물학적동등성 - 붕해도, 용출성

·무균성, 무진성, pyrogen-free(주사제의 경우)

예를 들면, 무균제제에 있어서는 ‘무균’이 필수조건인데 무균이 ‘무균시험에 적합’을 요구하는 정도라면 현재의 발취검사에 의한 무균시험법은 검출력에 한계가 있기 때문에 쉽게 무균으로 판정될 가능성이 있다.

무균시험법에 적합했다고 해서 ‘무균’이라고 말할 수 있는 것이 아니라, 그 제조단위가 ① validation된 공정에서 제조되고 ② 무균시험에서 적합하다는 두 요건이 갖추어져야 비로소 무균이라고 할 수 있다.

Validation의 목적은 공정이 완전하게 기능하고있다는 것을 증명하는 것이므로 validation된 공정에서 표준작업방법에 따라서 제조된 무균제품을 시험해서 ‘무균’으로 처리한다는 것은 validation의 목적과는 모순이라고 생각된다. 다시 말하면 validation된 공정에서 작업한 제품에 대해서는 무균시험을 할 필요가 없다는 이론이 생기는 것이다.

이러한 관점에서 FDA는 1987년 지침을 만들어서 충분히 validation된 공정에서 제조하고 최종멸균을 했으면 LVP에 있어서도 제품에 대한 무균시험을 하지 않고 제조공정관리 데이터를 근거로 하여 출하할 수 있도록 했는데 이것이「Parametric Release」이다. 그러나 그렇게 하기 위해서는 전제조건으로 최종멸균공정이 다음과 같은 점에서 충분한 validation이 되어있어야 한다.

① 미생물의 부하로 봐서 멸균한 후 미생물을 6 log 감소하는데 충분한 보증이 이루어질 것.

② 열분포시험, 각 적재(積載)패턴에서의 열투과시험, 미생물 부하조사, 열저항성의 기지(旣知)시험균을 사용한 미생물 치사율조사 등의 멸균공정 발리데이션이 되어있을 것.

③ 시간, 온도, 압력의 정확성을 확인하고, 더욱이 냉각시간 및 승온시간을 확인할 것. 또 가장 중요한 파라메터가 정확히 작동하지 않았을 때는 자동적으로 피멸균물이 부적, 폐기되는 시스템으로 되어있을 것.

④ 용기의 밀봉성이 validation되어있고 제조공정 중에는 물론 출하 후 유효기간 중에는 미생물의 침입·오염이 없다는 것이 증명되어 있을 것.

⑤ 미생물부하시험이 멸균전 각 제조단위에 대해서 조사되어있을 것.

⑥ 아포형성균이 발견된 경우에는 validation할 때의 사용균과 비교할 것.

⑦ Validation할 때의 사용균과 비교해서 열저항성이 더 강한 균이 발견되면 그 제조단위는 비무균이라고 판단할 것.

⑧ 성능이 확인된 화학지표(chemical indicator, CI) 및 생물지표(biological indicator, BI)를 사용하여 공정을 validation할 것.

CI는 온도, 시간에 대한 응답성, 안정성으로 성능확인에는 이용하지만 멸균에 의한 미생물의 치사율 조사의 목적으로는 사용하지 않는다.

BI에 관한 기록으로서는 제조단위, 미생물명, 유래, D값, 포자수(농도), 유효기한, 보존조건 등이 기록되어있어야 하며 멸균공정의 치사율평가 및 작동을 확인하는 목적으로 사용한다. BI를 사용하여 조사한 중요한 파라메터가 정상으로 작동하지 않는다고 판단되면 그 제조단위는 비무균으로 판단한다.

Validation에서의 목표는 ‘무균으로 한다’라는 것처럼 막연한 것이 아니라 단위당 미생물의 양을 ‘10-6(1,000l 중의 미생물 수 1개)이하로 한다’와 같이 정량적으로 표현하여 검증하는 데 있다. 이때의「기대되는 결과」는 국제적으로 통용되는 값이라야 목표치로 될 수 있다.

미생물의 특성(대수증식, 대수감소)에 의하여 과학적으로 증명 가능하고 또 무한소 (無限小)라고 해도 좋을 값으로서 제품중의 미생물의 존재확률을 1 x 10-6/unit 이하로 하는 것이 현재 무균성 보증의 국제적 수준이다. 그렇다고 해서 주사제중에 1×10-6/unit 이하의 미생물은 존재해도 된다는 의미는 아니다. 1×10-6/unit이라고 하는 숫자는 무균성 증명의 수단으로 볼 때 ‘추정 가능한 보증수준’을 의미한다.

내열성균의 D값(생균수를 1/10로 감소시키는데 요하는 시간〔分〕)을 D121=1(분)이라고 가정해서 고압증기멸균을 하면 10-6 이하를 달성할 수 있다. 통상의 상재균(常在菌)은 이것보다도 한 자리수 이상 얕은 D값을 나타내며 실제는 이 보다 훨씬 얕은 값(높은 무균성)이 멸균에 의하여 보증되고 있다. 이 값은 멸균에 의한 미생물의 사멸시간(thermal death time)으로부터 산출된 것이며 최종멸균을 거친 것에 대해서는 무균성이 보증되고 있다고 생각해도 좋다.

그러나 분말주사제의 경우는 기준은 1 x 10-6으로 같으나 액상주사제와는 달리 최종멸균을 할 수 없으므로 미생물의 대수증식과 대수감소의 성질을 이용하여 그 존재확률을 예측하기는 불가능하다. 분말주사제의 무균성 validation은 media fill simulation test에서 양성율 0.1% 이하로 하는 것이 현재 국제적으로 인정되고있는 값이다.

0.1%의 양성율을 신뢰성 95% 이상으로 검출하기 위해서는 1000개 중 1개 이하로는 판단하기 곤란하고 3000개의 배지충전시험을 필요로 한다.

3000개의 배지충전시험이 필요하다는 근거는 다음과 같다.

모집단 제조단위 중 오염확률 X로서 미생물이 존재하는 경우 N개의 배지충전시험을 실시하여 1개의 양성이 나올 확률(P)은 P=1-(1-X)N로 나타낸다. 따라서,

● N=1000, X=0.001(0.1%)일 때는 P=1-(1-0.001)1000 P=0.63 즉, 검출확률은 63%에 불과하지만

● N=3000, X=0.001일 때는 P=1-(1-0.001)3000 P=0.95 즉, 검출확률은 95%로 시험의 신뢰성으로 충분하다.

2) 검증

Validation에 있어서「기대되는 결과」와 그「검증」과는 표리(表裏)의 관계에 있으며, 기대되는 결과를 명확히 하는 동시에 그 검증의 방법도 합리적으로 확립되지 않으면 아니 된다.

원재료, 공정, 환경, 제품 등 모두가「검증」의 대상이 된다.

예를 들면, 무균제품의 무균시험법에서는

① 검체 채취방법과 검체수

② 배지의 종류

③ 직접법과 멤브레인 필터법

④ 발육저해물질의 제거방법

⑤ 배양온도

⑥ 배양일수

⑦ 재시험

과 같은 변수들이 있기 때문에 무균시험을 하는 것만으로는 미생물의 오염확률 ‘10-6 개 이하’를 검증하는 것은 불가능하다.

항생물질 등 미생물의 발육저해물질이 함유되어 있는 경우에는 직접법으로 무균시험을 하면 미생물이 검출되지 않기 때문에 멤브레인 필터법으로 시험하는데, 여과 후 필터를 충분히 세척하고 항생물질 분해효소인 β-lactamase로 분해하여 저해물질이 없는 상태에서 시험해야 한다.

무균시험을 위한 시험실의 설비 및 관리는 무균제품의 제조를 위한 설비 및 관리보다도 좋아야 한다. 시험의 정밀도가 제조의 정밀도보다 떨어지는 경우에는 무균시험에서 오양성(誤陽性, false positive)이 일어날 가능성이 있으며, 이 경우 현실적으로는 시험에서의 오양성인지 제품이 실제로 양성인지를 판단가 곤란하다

시험이 잘못되어 양성으로 나타난 것이라고 판단하여 반복해서 시험을 하게되면 무균시험법은 겨우 100ml중 1∼10개가 있는 미생물을 검출할 수 있을 정도로 검출정밀도가 좋지 않으므로 크게 오염되지 않는 한 양성이 음성으로 나타나 적합으로 될 수도 있다. 즉, 오염된 제품이 부적으로 되는 것이 아니라 적합품으로 잘못 판단될 수도 있다는 것이다.

또, HEPA필터의 leak test의 예를 들어 보자.

HEPA필터는 0.3㎛ 이상의 입자를 99.97% 이상 포집할 수 있는 고성능 필터이며 제조업체가 DOP시험을 하여 성능이 확인된 것을 출고한다. 그렇다고 해서 사용장소에 설치된 HEPA필터가 완전히 그 기능을 발휘한다는 보증은 없다. 그 이유는

① 수송이나 설치할 때 손상이 생길 수 있다.

② HEPA필터 자신은 완전하더라도 gasket 등의 부착부위에 leak가 생길 수 있다.

③ 설치할 때는 완전해도 사용 중에 기계의 진동, 온도 등의 영향으로 HEPA필터 자신 또는 그 부착부위에 leak가 생길 수 있다.

따라서 HEPA필터를 설치할 때는 물론 정기적인 leak검사가 필요하며 leak가 검지되면 보수해야 한다.

그리고 validation은 제조공정 또는 설비·기기에서 실제로 일어나리라고 예상되는「최악의 경우」(worst case), 즉 공정 허용조건의 하한 및 상한에서도 품질규격에 적합하다는 것을 확인할 필요가 있는데 이것을「찰렌지시험」(challenge test)이라고 한다.

예를 들면 다음과 같다.

l 증류수 제조설비 능력의 상한에서 얻어진 수질의 확인

l 환경관리구역에서 허용되는 최대 작업인원의 확인

l 최장 작업시간에서의 환경청정도의 확인

l 엔도톡신을 도포한 앰플 또는 바이알을 사용한 엔도톡신 제거효과의 확인

l 생물학적지표(Biological Indicator: BI)를 사용한 멸균효과의 확인

3) 문서화

Validation은 GMP의 과학기술적인 측면이며,「문서화」를 하는 것은 자연과학에서 그 방법론으로 "가설의 검증"을 하는 것과 같은 의미를 가지고 있다. Validation에 있어서는 기대되는 결과와 검증방법이 명확하고 그 결과가 문서화되어야 한다. 그러나 문서화는 단순히 문서로 만드는데 뜻이 있는 것이 아니라 WHO-GMP의 정의에서 “documented evidence"라고 표현한 것처럼 문서화된 증거, 즉 타당성의 근거를 문서로 정리하는 것이 되어야 한다.

문서화함으로써

① 계획과 평가의 정확성을 기할 수 있고

② 이론의 정확성·일관성을 확립할 수 있으며

③ Validation과 표준작업지침서와의 관련을 명확히 하고

④ 기술의 축적과 계승을 용이하게 하며

⑤ 국제적으로 통용되는 기술로서의 역할을 할 수 있게 된다.

Validation에 있어서 문서화가 중요하기 때문에 여러 가지 서류양식이 필요하다. 몇 가지 예를 들면 다음과 같다.

Validation총괄표 (정리No. )

1. 제품명

2. 제목명 (고압증기멸균 등)

3. 대상으로 하는 시설·설비·기기 (기기명, 기기No. 등)

4. 시설·설비·기기의 설치장소 (A공장 B실 등)

5. 목적 및 요지(要旨)

6. 설정기준치 및 근거 (참고문헌 포함)

7. 계획서 (총괄)

작성자 작성연월일

승인자 승인연월일

8. 결과 (총괄)

작성자 작성연월일

승인자 승인연월일

9. 발리데이션 실시계획서/실시결과표

10. 결론 (결과고찰·표준화, SOP와의 관계 등)

Validation실시계획서 (정리No. )

1. 제품명

2. 제목명 (고압증기멸균 등)

3. 실시항목 (온도분포 등)

4. 실시공장·부문

5. 대상으로 하는 시설·설비·기기 (기기명, 기기No. 등)

6. 시설·설비·기기의 설치장소 (A공장 B실 등)

7. 대상으로 하는 공정 (멸균공정 등)

8. 개요·목적 (기대효과)

9. 설정기준 및 근거 (참고문헌 포함)

10. 시험·검사·기록·해석의 방법 (검체채취법, 측정법 등)

11. 사용한 시험·검사기기 및 보정

12. Parameter(특성치)의 기대허용폭

13. 기대허용폭을 벗어났을 때의 처치

14. 시험실시 일정표 및 담당자

15. 작성자 및 작성연월일

16. 승인자 및 승인연월일

17. 유의할 사항

Validation실시결과서 (정리No. )

1. 生데이터 (별지 첨부)

2. 결과정리 및 고찰

3. 결론

4. 발리데이션 계획 재입안 또는 수정 여부

5. 발리데이션 내용

6. 작성자 및 작성연월일

7. 승인자 및 승인연월일

8. 정기점검, 일상점검 및 조사데이터 수집여부

9. 유의할 사항

Calibration Data Sheet (정리No. )

1. 기기명 및 기기No.

2. 기기 설치장소

3. 전회보정일 및 보정예정일

4. 보정허용폭 및 보정범위

5. 보정자 및 보정일 (시간 포함)

6. 보정에 사용하는 기기 (명칭, 보정No., 전회보정일, Traceability)

7. 조정전 및 조정후 계측치

8. 차트No. 또는 첨부자료

9. 작성자 및 작성연월일

10. 시험자 및 시험연월일

11. 승인자 및 승인연월일

GMP에서의 VALIDATION규정

WHO, EU, 미국 및 일본의 GMP기준 중 validation에 관한 규정을 발췌해서 소개하면 다음과 같다.

1) WHO-GMP

5. 발리데이션

5.1 발리데이션은 GMP의 기본요소이며 미리 설정한 계획서에 따라 실시한다. 기록의 결과 및 결론을 종합한 보고서를 작성하고 보존해야 한다.

공정 및 조작은 발리데이션의 결과에 따라 확정하며 언제나 원하는 결과를 얻을 수 있는지를 확인하기 위하여 정기적 재발리데이션을 실시해야 한다. 공정 발리데이션, 시험법 발리데이션 및 세척 발리데이션에 특별히 관심을 기울여야 한다.

공정 발리데이션

5.2 중요 공정에 대해서는 예측적 또는 회고적 발리데이션을 실시해야 한다.

5.3 새로운 제품표준서나 제조방법을 채택할 때는 그것이 정상적인 제조공정에 적절한지 아닌지를 확인하기 위하여 조치를 취해야 한다.

이와 같이 하여 설정된 공정은 지정된 원재료와 기계설비를 사용하여 원하는 품질의 제품을 일관되게 생산한다는 것을 확인해야 한다.

5.4 제품의 품질이나 공정의 재현성에 영향을 미칠 가능성이 있는 기계설비 또는 원재료의 변경을 포함해서 제조공정의 중대한 변경에 대해서는 발리데이션을 해야 한다.

<원문>

5. Validation;

5.1 Validation studies are an essential part of GMP and should be conducted in accordance with predefined protocols.

A written report summarizing recorded results and conclusions should be prepared and stored.

Processes and procedures should be established on the basis of a validation study and undergo periodic revalidation to ensure that they remain capable of achieving the intended results.

Particular attention should be accorded to the validation of processing, testing, and cleaning procedures.

Process validation;

5.2 Critical processes should be validated, prospectively or retrospectively.

5.3 When any new master formula or method of preparation is adopted, steps should be taken to demonstrate its suitability for routine processing.

The defined process, using the materials and equipment specified, should be shown to yield a product consistently of the required quality.

5.4 Significant amendments to the manufacturing process, including any change in equipment or materials that may affect product quality and/or the reproducibility of the process, should be validated.

2) FDA-CGMP

§211.110 반제품·완제품의 검체채취 및 시험

제조단위의 균질성과 제품의 완전성을 보증하기 위하여 제조단위마다 반제품의 검체에 대해서 공정관리 및 시험·검사방법을 성문화하고 이를 준수해야 한다. 이러한 관리방법은 생산제품을 모니터링하고 반제품 및 완제품의 특성에 영향을 미칠 수 있는 제조공정이 적절한지를 발리데이션 하기 위하여 설정되어야 한다.

§211.113 미생물오염의 관리

무균이어야하는 제품의 미생물 오염을 방지하기 위하여 설계된 방법을 문서화하고 준수해야 한다. 그러한 방법에는 멸균공정에 대한 발리데이션이 포함되어야 한다.

<원문>

§211.110 Sampling and testing of in-process materials and drug products

To assure batch uniformity and integrity of drug products, written procedures shall be established and followed that describe the in-process controls, and tests, or examinations to be conducted on appropriate samples of in-process materials of each batch. Such control procedures shall be established to monitor the output and to validate the performance of those manufacturing processes that may be responsible for causing variability in the characteristics of in-process material and the drug product.

§211.113 Control of microbiological contamination

Appropriate written procedures, designed to prevent microbiological contamination of drug products purporting to be sterile, shall be established and followed. Such procedures shall include validation of any sterilization process.

3) EU-GMP

5.21 발리데이션은 GMP를 강화하고 미리 정한 방법으로 실시해야 한다. 결과와 결론을 기록해야 한다.

5.22 어떤 새로운 처방이나 제조방법을 채택할 때에는 그것이 정상적인 작업공정에 적절한 것인지를 확인해야 한다. 정해진 공정은 지정한 원자재와 시설을 사용하여 원하는 품질의 제품을 일관되게 제조할 수 있어야 한다.

5.23 제품의 품질 및/또는 공정의 재현성에 영향을 미칠 수 있는 시설이나 원자재의 변경은 물론 제조공정의 큰 변화에 대해서 발이데이션을 해야 한다.

5.24 공정이나 방법은 원하는 결과를 계속 얻을 수 있는지를 확인하기 위하여 정기적으로 필요한 재발리데이션을 해야 한다.

<원문>

5.21 Validation studies should reinforce Good Manufacturing Practice and be conducted in accordance with defined procedures. Results and conclusions should be recorded.

5.22 When any new manufacturing formula or method of preparation is adopted, steps should be taken to demonstrate its suitability for routine processing. The defined process, using the materials and equipment specified, should be shown to yield a product consistently of the required quality.

5.23 Significant amendments to the manufacturing process, including any change in equipment or materials, which may affect product quality and/or the reproducibility of the process should be validated.

5.24 Processes and procedures should undergo periodic critical re-validation to ensure that they remain capable of achieving the intended results.

4) 일본 GMP

(발리데이션 등의 방법에 관한 문서)

제9조 제조업자는 다음 조부터 제14조까지 규정하는 업무를 적절히 실시하기 위하여 발리데이션, 공정처리, 회수처리, 자기점검 및 교육훈련의 방법에 관한 문서(이하「방법에 관한 문서」라고 함)를 제조소마다 작성하지 않으면 아니 된다.

(발리데이션)

제10조 ① 제조업자는 미리 지정된 자에게 방법에 관한 문서에 따라서 다음의 각 호에 열거하는 업무를 실시하도록 하지 않으면 아니 된다.

1. 다음과 같은 경우에는 발리데이션을 실시한다.

ㄱ. 당해 제조소에서 새로 의약품의 제조를 개시할 때

ㄴ. 제조방법 등에 의약품의 품질에 큰 영향을 미치는 변경이 있을 때

ㄷ. 그 외 의약품의 제조관리 및 품질관리를 적절히 실시하는데 필요하다고 인정할 때

2. 발리데이션의 결과는 제조관리자에게 문서로 보고한다.

3. 발리데이션에 의하여 작성된 문서는 그 작성일부터 3년간 보존한다.

② 제조업자는 전항 제1호의 발리데이션 결과에 따라서 제조관리 및 품질관리에 관한 개선이 필요한 경우에는 필요한 조치를 강구하는 동시에 당해 조치의 기록을 작성하고 그 작성일부터 3년간 보존하지 않으면 아니 된다.