How close are we to closed processing?

일회용 시스템의 논리적 확장으로 간주되는 Closed processing은 Physical barrier를 사용하여 작업자를 포함한 외부 환경에서 공정을 분리(격리)하는 것을 포함한다. 공정 진행을 위한 원자재는 사전에 결정된 Control point를 통해 시스템에 들어오거나 배출된다.

 

Closed processing은 “제품, 원자재, 중요 소모품이 실내 환경에 노출되지 않은 것으로 Closed processing의 내부에 포함되는 것’을 이야기 한다.

 

바이오 제약 산업의 염원은 Batch, semi-continuous 또는 continuous 에서 완전한 closed processing으로 전환하는 것이다. 이는 bioprocessing의 오염 위험을 초래하는 무균 조작을 최소화하고 공정의 효율성을 높이고 궁극적으로 더 높은 수준의 품질보증을 달성하는 것이다.

 

Is closed processing the same as connected processing?

바이오의약품 제조는 고효율 공정 강화를 향해 꾸준히 나아가고 있다. 강화의 주요 측면 중 하나는 기능적으로 closed bioprocessing을 위한 barrier isolator와 같은 운영 우수성이다.

Closing processing의 장점은 다음과 같다.

​

- 공정 시간 단축

- 공정 중 작업자의 개입 최소화

- 비용 감소

- 세척 및 검증을 위한 리소스 감소

- 검증된 공간(Grade B)의 감소

​

Drivers for Closed Processing 

Closed processing의 주요 관점은 Contamination control strategies를 달성하는 것이다. Closed processing은 올바르게 설계 및 구현될 때 외부 요인에 의한 오염 위험을 최소화하고, 작업원의 개입 및 조작을 최소화함은 물론, 작업자를 보호한다. 오염 위험 감소 외에도 Closed processing은 비용 감소, Clean room grade 감소, 공정시간 단축 등 여러 이점을 제공한다.

 

What are the available options? 

Closed processing의 적용을 위한 중요한 지원 요소는 다음과 같다.

 

(a) Closed Bioreactor

Closed processing은 무균을 유지하고 오염을 최소화하기 위해 Upstream processing에서 필수적이다. 또한, 예를들어 Batch, Media, feeds, glucose 및 antifoam 등을 위한 밀폐된 용기(Gag 및 Vessel)은 잘 확립되어 있다. 연속적인 Upstream processes은 불안정한 단백질 배양에서 오랜 역사를 가지고 있으므로 비교적 우수하게 확립이 되어 있다.

 

(b) Connectors

연결 장치 또는 연결 방법은 전체 시스템의 작은 부분처럼 보일 수 있지만 공정의 유체 전달을 위한 튜브의 연결 및 분리는 closed processing의 중요한 측면이다. Connector가 single-use bioprocess를 무균 상태로 유지하는 데 결정적인 요소가 될 수 있기 때문에 제조업체는 사용 가능한 옵션을 신중하게 고려해야 한다.

(c) Sampling

바이오의약품의 중간체 및 최종 제품의 샘플링은 최종 제품을 멸균할 수 없는 제조 workflow에 필수적이다. 불행히도 "Traditional" 샘플링 방법은 Closing system이 아니므로 샘플링 중에 공정에 유입되는 오염에 대한 Barrier가 유지되지 않는다. 결과적으로 제조 workflow의 성공과 안전에 중요한 샘플링 프로세스 자체가 단위 공정 및 전체 배치의 오염으로 이어질 수 있다. 대조적으로, 무균 샘플링 시스템은 항상 무균 상태를 유지하고 공정, 작업자 및 샘플의 보안을 보장하는 single-use sampling technologies이다. 전통적인 샘플링의 단점으로 인해 많은 바이오 제약 회사는 single-use sampling technologies을 채택했다.

 

(d) Fill Finish Assembly

Closed connected processes의 경우 다른 단위 작업을 연결하는 튜브의 길이를 신중하게 고려해야 한다. 오염 위험의 관점에서, 가능한 한 짧은 튜브 길이를 설계하고, 액체의 이동을 용이하게 하고, 튜브의 Dead leg 및 손실을 최소화하는 것이 유리하다. 이러한 유형의 설정은 신중하게 계획해야 하므로 사용된 장비(예: 외관, 크기, 상황)에 대한 수준 높은 지식이 필요하다.

 

What are the potential pros and cons of closed processing? 

장점

작업원의 접촉으로부터 제품을 보호하는 Physical barrier로 인해 오염 위험이 크게 감소한다.

작업자에 의존도가 줄어들며, 사전 조립된 구성 요소에 의존도가 증가됨에 따라 공정 시간을 단축한다. Single-use products는 멸균을 요구하지 않으며 지속해서 사용할 수 있다. 이러한 것들이 구현될 경우 세척, 검증, 설정 및 작동 영역에서도 시간을 단축할 것이다.

Closed system은 더 낮은 등급의 환경(B등급 이하)에서 작동할 수 있다.

공정 시간이 단축되고 비용이 최적화 된다.

​

Table 1. Closed processing이 제공하는 이점 요약

중요한 성공 요인	Closed processing의 영향
유연성	· 낮은 등급 환경에서 생산 가능 · 병렬로 실행되는 더 작은 배치의 생산으로 다중 제품 시설 가능
속도	· 신규 시설 건설 시간 단축 · 제품 캠페인 간의 리드 타임 단축
품질	· 프로세스 단계의 무결성 보장 · 통제되고 폐쇄된 환경에서 공정 운영 · 제품 오염 위험 감소 및 작업자 보호
비용	· 자본 및 운영 비용 절감 · 클린룸 등급 감소 또는 최소화 · 회색 공간 또는 분류되지 않은 제어된 처리 활성화

단점

폐쇄형 운영 기술의 상대적인 새로움은 설비 관리자가 장비 운영자가 새로운 공정을 채택하기 전에 새로운 것에 적응할 수 있도록 해야 한다. 새로운 접근 방식은 보다 전통적인 프로세스를 선호하는 많은 엔지니어들에 의해 불확실성에 직면한 것으로 알려졌다.

운영에 큰 위험이 있다.

A급 공간이 많이 사용된다.

초기 운영 비용이 증가한다.

Future Perspective 

 

우리는 완전

히 통합되고 완전히 폐쇄된 bioprocessing을 달성하기를 열망하지만 아직 도달하지 못했다.

Closed processing 및 continuous processing으로 연결된 processes를 정의하는 방법에 대해 일반적으로 혼동이 있다. Closed processing은 제품 및 원자재의 흐름 경로가 Closed system으로 작동될 수 있다는 아이디어로 제어된 클린룸 환경에 대한 의존도를 줄이거나 제거하여 환경 오염을 방지하고 품질을 보장한다. 반면 Closed process는 연결된 처리가 필요하므로 연속 처리와 혼동해서는 안 된다.

 

Summary 

Closed processing 및 continuous processing으로 연결된 processes를 정의하는 방법에 대해 일반적으로 혼동이 있다. Closed processing은 제품 및 원자재의 흐름 경로가 Closed system으로 작동될 수 있다는 아이디어로 제어된 클린룸 환경에 대한 의존도를 줄이거나 제거하여 환경 오염을 방지하고 품질을 보장한다. 반면 Closed process는 연결된 처리가 필요하므로 연속 처리와 혼동해서는 안 된다.