제약회사 품질관리 무균시험법의 모든 것: 원리부터 판정까지 완벽 해설

무균시험법의 모든 것: 원리부터 판정까지 완벽 해설

무균이 보증되어야 하는 의약품의 품질을 최종적으로 확인하는 절차가 바로 무균시험법인 거다. 이 시험은 단순히 제품에 균이 있는지 없는지를 보는 것을 넘어, 시험 과정 전체의 신뢰성을 확보하는 체계적인 검증 시스템이라고 이해해야 하는 거다. 결과적으로 '적합' 판정이 나왔다는 것은, 정해진 시험 조건 하에서 검사한 시료 중에 미생물이 검출되지 않았다는 것을 의미할 뿐, 그 제품의 모든 단위가 100% 무균이라고 절대적으로 선언하는 것은 아니다. 따라서 이 시험의 진정한 가치는 엄격한 환경 관리, 검증된 배지와 시험법을 통해 얻어진 데이터의 신뢰성에 있는 거다.

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시험의 기본 원칙: 환경과 배지

무균시험

무균시험은 그 이름처럼 모든 과정이 완벽한 무균 조건에서 수행되어야 하는 거다. 시험이 외부 환경에 의해 오염된다면 결과 자체를 신뢰할 수 없기 때문이다. 따라서 시험이 이루어지는 작업 영역, 예를 들면 클린벤치나 아이솔레이터 내부는 정기적인 환경 모니터링을 통해 그 무균성이 철저하게 관리되어야 한다. 이는 시험의 신뢰도를 지키는 가장 기본적인 전제 조건이 되는 거다.

시험의 핵심은 미생물을 키워내는 '배지'에 있다. 눈에 보이지 않는 미생물의 존재를 확인하려면, 그 미생물이 잘 자랄 수 있는 영양분을 제공하여 눈에 보이는 수준으로 증식시켜야 하기 때문이다. 무균시험에서는 크게 두 가지 종류의 배지를 사용하는 거다.

1. 액상티오글리콜산배지: 이 배지는 주로 혐기성균, 즉 산소가 없는 환경에서 자라는 세균을 검출하기 위해 설계되었다. 배지에 포함된 티오글리콜산나트륨과 L-시스틴 같은 성분이 산소를 환원시켜 배지 하층부에 혐기성 상태를 만들어주는 거다. 동시에 한천 성분이 대류를 막아 산소의 침투를 억제한다. 재미있는 점은 레사주린이라는 지시약이 포함되어 있어 산소에 노출된 상층부는 옅은 붉은색을 띠게 되어, 배지의 혐기 상태를 시각적으로 확인할 수 있게 해주는 거다. 물론 혐기성균을 주 목적으로 하지만, 호기성균도 배지 상층부에서 자랄 수 있어 넓은 범위의 세균 검출이 가능하다. 배양 온도는 일반적으로 30 ~ 35℃로 설정되는 거다.
2. 대두카제인소화배지: 이 배지는 카제인과 대두에서 유래한 펩톤을 영양원으로 사용하여, 비교적 까다롭지 않은 호기성 세균과 진균(곰팡이, 효모)이 성장하기에 매우 적합한 환경을 제공한다. 액상티오글리콜산배지보다 더 넓은 범위의 미생물을 키울 수 있는 범용 배지라고 생각하면 되는 거다. 배양 온도는 진균의 성장에 더 유리한 20 ~ 25℃로 설정하여 진행한다.

이 두 가지 배지를 서로 다른 온도에서 함께 사용하는 이유는, 가능한 모든 종류의 미생물(호기성균, 혐기성균, 진균)이 자랄 수 있는 조건을 각각 제공하여 혹시 모를 오염을 놓치지 않기 위함인 거다.

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본 시험 전 검증: 배지 적합성 및 측정법 적합성

본격적인 제품 시험에 들어가기 전에, 시험 시스템 자체가 유효한지를 반드시 확인하는 절차를 거쳐야 한다.

첫째는 '배지의 적합성' 시험이다. 이 시험은 두 가지를 확인한다.

• 배지의 무균성: 사용할 배지 자체에 미생물이 오염되어 있지는 않은지 확인하는 과정이다. 배지를 14일간 배양했을 때 아무런 미생물 증식이 없어야 합격인 거다.
• 배지성능시험: 배지가 정말로 미생물을 잘 키울 수 있는 능력이 있는지 확인하는 거다. 이를 위해 표준 균주(예: 황색포도상구균, 녹농균, 칸디다 알비칸스 등)를 100 CFU 이하의 소량으로 접종하여 규정된 기간 내에 눈에 띄는 증식이 일어나는지 관찰한다. 이 시험을 통과해야 비로소 해당 배지를 무균시험에 사용할 자격이 주어지는 거다.

둘째는 '측정법의 적합성' 시험이다. 이 과정이 무균시험의 신뢰성을 담보하는 매우 중요한 단계다. 항생제나 보존제가 포함된 의약품의 경우, 제품 자체가 미생물의 성장을 억제하는 항균활성을 가질 수 있다. 만약 제품이 오염되었더라도 이 항균활성 때문에 배지에서 미생물이 자라지 못한다면, '오염되었지만 음성'이라는 치명적인 위음성 결과를 얻게 된다.

이러한 오류를 방지하기 위해, 실제 시험법과 동일한 조건으로 제품을 처리한 배지에 의도적으로 표준 균주를 소량 접종해보는 거다. 만약 균이 잘 자란다면, 시험 과정에서 제품의 항균활성이 충분히 제거되었음을 의미하며 해당 시험법은 '적합'한 것으로 본다. 만약 균이 자라지 않거나 성장이 억제된다면, 항균활성이 여전히 남아있다는 뜻이므로 멤브레인필터법의 세척액 양을 늘리거나, 희석액의 양을 늘리거나, 특정 중화제를 첨가하는 등 항균활성을 제거할 수 있도록 시험 조건을 변경하여 다시 적합성 시험을 통과해야만 하는 거다.

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검체의 무균시험 절차와 판정

모든 검증이 완료되면 비로소 본 시험에 들어간다. 시험법은 크게 두 가지로 나뉜다.

1. 멤브레인필터법: 여과가 가능한 액체 검체에 우선적으로 적용되는 방법이다. 검체를 0.45 µm 이하의 미세한 구멍을 가진 멤브레인필터에 통과시켜 미생물을 필터 위에 포집하는 원리다. 그 후, 항균물질을 씻어내기 위해 필터를 무균 세척액으로 여러 번 헹궈낸다. 마지막으로 미생물이 포집된 필터를 잘라 각각 액상티오글리콜산배지와 대두카제인소화배지에 넣고 14일간 배양하는 거다. 이 방법은 대량의 검체를 시험할 수 있어 검출 감도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
2. 직접법: 연고나 크림처럼 필터로 거를 수 없는 검체에 사용하는 방법이다. 일정량의 검체를 배지에 직접 접종하여 14일간 배양한다. 이때 검체의 양이 배지 용량의 10%를 넘지 않도록 하여, 검체 자체가 배지의 성능에 영향을 주는 것을 최소화해야 한다.

배양 기간이 종료된 후, 배지를 육안으로 관찰하여 미생물의 증식(혼탁, 침전, 균막 형성 등) 유무를 판정한다. 만약 미생물 증식이 전혀 관찰되지 않으면 검체는 시험에 '적합'한 것으로 판정된다.

하지만 미생물 증식이 관찰되었다고 해서 즉시 '부적합' 판정을 내리는 것은 아니다. 그 증식이 제품이 아닌 시험 과정의 오류(예: 환경 미생물의 유입, 시험자의 실수)로 인해 발생했을 가능성을 철저히 조사해야 한다. 음성대조군에서 증식이 발견되거나, 환경 모니터링 데이터에 이상이 있거나, 시험 과정에서 명백한 오류가 확인되는 등의 경우에는 시험 자체가 '무효'가 되며, 처음과 동일한 수량으로 재시험을 실시하게 되는 거다. 재시험에서도 증식이 관찰될 경우에만 최종적으로 해당 검체는 무균시험에 '부적합'하다고 판정하는, 이처럼 매우 신중하고 체계적인 판정 절차를 따르는 거다.

 

무균시험에 사용하는 검체의 최소량

용기 안의 내용량	따로 규정이 없는 한 라인의 배지에 접종하는 최소량
액체
1 mL 미만	전량
1 mL 이상 40 mL 미만	단일, 단 1 mL 이상
40 mL 이상 100 mL 이하	20 mL
100 mL 초과	10%, 단, 20 mL 이상
항생물질의 액체	1 mL
현탁 또는 유화시켜 쓰는 비수용성 의약품, 크림 또는 연고제	200 mg 이상
고형체
50 mg 미만	전량, 단, 50 mg 이상
50 mg 이상 200 mg 미만	150 mg
200 mg 이상 5 g 이하	500 mg
5 g 초과	500 mg

 

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로트에 필요한 최소 검체수

로트당 제조 개수	따로 규정이 없는 한, 각 배지로 시험하는 최소 검체수
주사제
100 개 이하	10% 또는 4 용기 중 많은 쪽
101 개 이상 500 개 이하	10 용기
500 개 이상	2% 또는 20 용기(대용량제제의 경우 10용기) 중 적은 쪽
안연고제 및 점안제용 비주사제	200 개 이하
201 개 이상	10 용기
대량 제품의 경우 주사제에 준한 개수를 채취한다.
고형벌크제품	4 용기 이하
5 용기 이상 50 용기 이하	20% 또는 4 용기 중 많은 쪽
51 용기 이상	2% 또는 10 용기 중 많은 쪽

 

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