IQ OQ PQ 적격성 절차, 제조 품질 보증 가이드

FDA는 적격성(qualification)을 유틸리티와 장비가 의도된 용도에 적합하고 제대로 작동하는지 확인하는 활동으로 정의하며, 상업 규모의 제품 제조에 앞서 수행합니다.

IQ OQ PQ는 설치 적격성(IQ), 운영 적격성(OQ), 성능 적격성(PQ)의 세 단계로 이루어진 장비 적격성 절차입니다. 의약품, 의료기기, 식품, 항공우주, 연구개발(R&D)과 이 분야의 테스트 실험실처럼 규제가 엄격한 제조 산업에서 주로 쓰이며, 일반적으로 최신 우수 제조 관리 기준(cGMP)이 적용됩니다.

세 단계를 올바르게 수행하려면 세밀하고 시간이 많이 들지만, 반복 가능한 공정과 안정적인 제품 품질에 중요합니다. 장비를 체계적이고 규정에 맞게 온라인 상태로 전환하는 엄격한 지침도 됩니다. 이 글은 조직이 IQ OQ PQ 프로토콜을 진행하는 방법의 개요와, 견고한 품질 보증(QA) 시스템을 유지하는 전체 계획에서 이 절차가 쓰이는 예를 다룹니다.

개요

IQ OQ PQ는 검증을 위한 적격성 단계입니다

IQ OQ PQ 적격성 절차를 소개하는 이미지.

검증과 관련된 적격성 단계는 21 CFR 211(의약품)과 21 CFR 820(의료기기)의 여러 부분에서 다루며 FDA가 시행합니다. 여기서 검증은 공정과 공정에 쓰이는 장비가 의도된 사양을 일관되게 충족한다는 것을 객관적인 증거로 확인하는 일입니다. 직접 검사로 확인(검증)하기 어려운 경우에 사용합니다.

제약 품질 보증이 필요한 제약 제조 라인에 새 반응기를 시작하는 경우를 예로 들면 세 단계는 다음과 같습니다.

IQ OQ PQ 프로토콜은 일련의 절차로 볼 수 있지만, 세 단계 모두의 중요한 결과물은 장비 적격성 기준이 충족되었음을 입증하는 문서입니다. 모든 cGMP 절차처럼 완전하고 정확한 기록 유지가 필수이며, 데이터 수집에는 ALCOA 표준(책임성, 읽을 수 있음, 동시성, 원본성, 정확성)을 기억하세요.

IQ OQ PQ에 참여하는 팀은 다양한 전문 지식을 갖춘 교차 기능 팀이어야 합니다. 21 CFR의 여러 부분은 “각 제조업체는 검증된 공정이 자격을 갖춘 개인에 의해 수행되도록 해야 합니다”라고 명시하며, cGMP의 모든 측면에 관련된 인력과 컨설턴트는 적절한 “교육, 훈련 및 경험 또는 이들의 조합”을 갖추어야 합니다. 필요한 전문 지식의 범위와 깊이가 사내에 없는 경우가 많아 외부 컨설팅이 필요하기도 합니다.

IQ와 OQ에서는 단일 장비나 전체 통합 시스템을 적격성 평가할 수 있습니다. 예를 들어 식품에 항균제를 적용하는 장비는 공급 탱크, 분무기, 컨베이어 시스템, 펌프, 모터, 측정 시스템 같은 개별 부품으로 구성될 수 있습니다. 경우에 따라 IQ와 OQ를 “장비 적격성”으로 묶고 PQ를 공정 검증의 일부로 보기도 합니다. 이 글에서는 세 프로토콜을 따로 다룹니다.

IQ

IQ는 장비 사양과 설치 상태를 확인합니다

설치 적격성(IQ) 단계 설명 이미지.

IQ의 주요 목표는 공급된 장비의 사양이 공정 설계에서 설정한 사양과 일치하는지, 그리고 장비가 적절하게 취급, 전달, 설치되었는지 확인하는 것입니다. 설치 전에 확인할 문제는 다음과 같습니다.

• 구매 주문서나 포장 목록으로 올바른 장비가 배송되었는지 확인합니다.
• 장비에 명판이 있으면 명판에 표시된 공급업체 부품 번호와 구성(일반적으로 전력 요구 사항과 장비 용량 포함)을 확인합니다.
• 부품 손상 여부를 확인합니다.
• 여러 구성이 있다면 올바른 구성을 선택했는지 확인합니다.
• 측정 가능한 장비의 측정값(예: 부품 치수, 표면 마감 정도)이 허용 오차 안에 있는지 확인합니다.
• 필요하면 재료의 구성(MOC)을 확인합니다. 공정 재료나 최종 제품에 직접 닿는 “습식” 부품의 재료에 특히 중요하며, 제조업체 인증서, 제3자 인증, 직접 분석으로 확인할 수 있습니다.
• 장비의 명시된 공정 범위(예: 온도, 압력)가 공정과 호환되는지 확인합니다.
• 장비가 제조업체의 지침에 맞는 위치에 설치되었는지 확인합니다. 예를 들어 장비 주변의 공기 흐름이 충분한지, 손상을 일으키는 환경 조건과 진동에서 떨어져 있는지 봅니다.

소프트웨어가 올바르게 설치되었는지, 하드웨어가 최소 시스템 요구 사항을 충족하는지도 확인합니다.

장비 제조업체가 출하 전에 일부 형태의 적격성 테스트를 수행하는 경우가 많습니다. 이 테스트를 검토하고 문서화하는 것은 IQ의 일부가 되어야 하지만, 일반적으로 전체 IQ를 대신하기에는 충분하지 않습니다. 이 경우 고객이 장비의 적절한 설치와 작동을 검증할 책임이 있습니다.

IQ의 두 번째 부분은 적절한 설치를 확인하는 것입니다. 대부분 장비와 관련 하위 시스템에 대한 제조업체의 설치 지침을 철저히 검토하는 일이며, 다음 질문을 다룹니다.

• 제공된 유틸리티가 제조업체가 정한 요구 사항에 맞습니까? 복잡한 제조 하드웨어라면 전력 요구 사항(전압, 위상, 필요한 총 전류), 냉각수 사양(유량, 순도, 온도), 압축 가스 요구 사항, 그 밖의 유틸리티 연결이 포함될 수 있습니다.
• 모든 재료와 전기 연결이 배관 및 계기 다이어그램(P&ID)대로 이루어졌습니까? 다이어그램의 모든 구성 요소를 철저히 확인합니다.
• 파이프에 레이블이 제대로 붙고 필요한 경우 절연되었습니까? 필요한 경우 필터가 설치되었습니까?
• 필요한 경우 용접 로그 번호를 기록하고 용접을 확인했습니까?
• 장비의 요구 설치 공간이 필요한 공간 안에 들어갑니까?
• 모든 보조 장비가 적절히 설치되어 주요 장비와 통신합니까?
• 필요한 보정을 수행했고 보정 문서화(내부 또는 공급업체 보정)를 평가했습니까?
• 장비 운영을 다루는 표준 운영 절차(SOP)가 작성되었습니까?

예를 들어 장비를 주기적으로 청소한다면, 장비를 처음 쓰기 전에 청소 SOP가 있어야 합니다.

IQ에서 발견되는 문제는 경미한 것부터 주요 품질 문제까지입니다

IQ 과정의 문제는 경미한 것에서 주요 품질 문제까지 다양합니다. 경미한 예로는 공급업체가 220V 전원에 맞게 구성된 펌프를 보냈는데 110V 콘센트만 쓸 수 있는 경우가 있습니다. 주요 품질 문제의 예로는 식품 용기 위생 장치에 잘못된 유형의 스프레이 노즐이 설치된 경우가 있습니다.

IQ에서 수집하고 기록하는 데이터

1. 공급업체 ID 및 제조 날짜
2. 직렬 번호
3. 내부 자산 번호
4. 보정 기록 또는 사전 테스트 데이터
5. 문서 및 매뉴얼
6. 설치에 사용된 장비의 보정 및 검증 날짜 기록
7. 재료의 구성 또는 기타 사양 확인 기록(예: 적합성 인증서, 재료 시험 인증서, 분석 인증서)
8. 예비 부품 목록
9. 예방 유지보수(PM) 일정

C&Q 엔지니어가 IQ 지침을 이끕니다

C&Q 엔지니어는 제조업체의 지침을 이해하고 따를 수 있는 수준으로 익혀야 합니다. 장비의 공정 요구 사항과 장비 연결에 쓸 수 있는 유틸리티도 깊이 이해해야 합니다.

제품 품질 보장과 소비자 안전 보호라는 주요 목표 외에도 좋은 IQ 지침은 불필요한 지연을 줄이면서 새 장비를 공장에 도입하는 프레임워크가 됩니다. 앞서 설명한 간단한 점검 중 일부는 제품 품질뿐 아니라 부적절하게 설치된 장비를 다시 구성하는 데 드는 큰 비용도 막을 수 있습니다.

OQ

OQ는 운영 매개변수의 영향을 평가합니다

운영 적격성(OQ) 단계 설명 이미지.

OQ에서는 장비의 운영 매개변수가 공정 재료에 어떤 영향을 미치는지 이해하고 적격성을 평가하기 시작합니다. OQ에는 두 가지 측면이 있습니다. 첫 번째는 장비가 IQ에서 확인한 사양대로 실제로 작동하는지 확인하는 것이며, 다음이 포함될 수 있습니다.

• 장비를 켜고 지정된 작동 창 안의 여러 지점에서 운전해 펌프, 모터, 온도 제어 시스템이 예상대로 작동하는지 확인합니다.
• 유틸리티(냉각수, 공정 가스, 전기 전원)가 올바르게 연결되었는지 확인합니다.
• 공정 매개변수가 하드웨어나 소프트웨어에 올바르게 설정되었는지 확인합니다.
• 장애, 고장, 비상 정지 조건 같은 바람직하지 않은 작동이 일어날 때 장비가 올바르게 응답하는지 테스트합니다.
• 해당하는 경우 장비의 안전 시스템(인터록, 비상 정지(EMO) 버튼)이 작동하는지 확인합니다.
• 장비가 작동 범위의 극한에서 안전 계수 안에서 안전하게 작동하는지 테스트합니다(“검증된 허용 범위” 테스트).

이 모든 절차를 문서화해 장비가 올바르게 작동한다는 객관적인 증거를 남기는 것이 OQ의 중요한 측면입니다. IQ처럼 장비 출하 전에 예상 작동을 확인하는 테스트(종종 “공장 수락 테스트”)를 할 수 있지만, 전체 OQ에는 추가 운영 테스트가 필요합니다.

OQ의 두 번째 측면은 장비의 운영 매개변수(온도, 압력, 공정 시간 등)가 공정 재료의 특성에 어떤 영향을 미치는지 결정하는 것입니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 공정 설계나 DQ를 가이드로 삼아 지정된 운영 조건이 실제로 원하는 결과를 내는지 확인합니다.
• 공정의 안정성과 능력을 특성화합니다. 여기서 “능력”은 공정이 사양 한도 안에서 제품을 안정적으로 만들 수 있는 능력의 지표라는 정량적 정의를 갖습니다.
• 공정이 진행되는 동안 모니터링할 수 있는 공정 조건(예: 온도, 압력)이나 생성된 재료의 측면(색상, 점도, 그 밖의 정교한 측정값)에 대해 통계적 공정 관리(SPC) 매개변수를 설정합니다. 이 매개변수는 공정이 제어 상태에서 실행 중인지, 제어 상태를 벗어났는지와 그에 대한 조치를 결정하는 데 쓰입니다.
• 잠재적인 고장 모드를 정의하고 고장 모드 및 영향 분석(FMEA)을 수행합니다.
• 장비를 재적격화할 시기와 방법을 정의합니다.

OQ에는 운영 절차, 입력 재료 사양, 공정 변경 관리 프로토콜을 문서화하는 일도 포함해야 합니다.

OQ에서 식별되는 문제의 예

• 초기 테스트에서 의료기기용 플라스틱 튜브를 압출하도록 설계된 기계가 표면이 거친 튜브를 만들었습니다. 조사해 보니 히터가 폴리머 용융물에 충분한 전력을 주지 못해 용융물이 너무 차갑고 점도가 높아져 용융 파단과 높은 거칠기가 생겼습니다.
• 고용량 베이킹 오븐의 작동을 특성화하면, 오븐의 습도가 좁은 범위 안에 있을 때만 제품이 사양을 충족한다는 것을 확인할 수 있습니다. 이 범위는 전체 운영 동안 오븐의 공정 제어 한도를 설정하는 데 쓰입니다.

이 적격성 과정에는 장비의 개별 부품과 운영 범위를 잘 아는 숙련된 엔지니어가 필요합니다.

PQ

PQ는 실제 공정 조건에서 라인 전체를 확인합니다

IQ OQ PQ 프로토콜의 마지막 단계인 성능 적격성(PQ)은 장비가 실제 공정 조건에서 의도한 대로 작동하는지 확인하는 단계입니다. DQ에서 설정하고 OQ에서 검증한 공정 매개변수로 제조 라인 전체를 운영해 최종 제품이 의도한 사양을 충족하는지 확인합니다. 구체적으로 다음을 포함합니다.

• OQ에서 설정한 공정 한계가 반복 가능하고 안정적인 최종 제품 생산으로 이어지는지 확인합니다.
• OQ에서 정한 공정 한계에 따라 다양한 조건에서 장비를 작동해 테스트합니다.
• 공정의 장기 안정성과 능력을 결정합니다.
• 전체 라인을 처음 운영하는 경우 실험실이나 파일럿 규모에서 공정을 확장하는 효과를 테스트합니다.
• 전체 공정을 실행하는 데 필요한 인력, 절차, 관련 시스템과 장비의 통합을 테스트합니다. PQ 테스트는 OQ와 달리 단일 장비의 작동만이 아니라 가능한 한 실제 조건에서 실행한다는 뜻입니다.
• 공정 조건의 변동이 최종 제품 특성의 변동으로 어떻게 전파되는지 측정합니다. 측정한 공정 속성으로 공정이 제어 상태에서 실행 중인지 파악하는 데 필요합니다.
• 공정의 고유 변동성을 결정합니다. 이 변동성이 허용할 수 없을 만큼 높다면 장비의 제어 한계를 강화하거나 통제되지 않은 변동 원인을 찾아 없애야 합니다.

이를 위해서는 모든 장비의 표준 운영 절차(SOP), 공정 중 재료와 완성된 재료의 샘플링 및 테스트 계획, 공정이 제어 상태를 벗어났을 때 취할 조치 계획(비적합 비상 계획), 공정에 대해 미리 정한 수락 기준을 담은 전체 문서화가 필요합니다.

PQ 단계에서 나타날 수 있는 문제의 예

• 장비의 공정 변수 하나가 OQ에서는 나타나지 않았던 방식으로 전파되는 경우입니다. 예를 들어 생물공정 반응기가 공정 중 특정 온도 범위를 유지할 때 반응기에서 나오는 물질이 사양 범위 안에 있다고 OQ에서 판단될 수 있습니다. 그러나 반응기를 전체 공정 흐름에 통합해 그 온도 범위의 상단에서 운전하면 최종 제품이 사양을 벗어나는 것으로 밝혀질 수 있습니다. 반응기에서 나오는 물질의 측정할 수 없는 특성 때문입니다.
• 식품 생산 라인의 혼합 탱크를 청소하려고 정한 SOP가 알레르겐 교차 오염을 막기에 충분하지 않아 SOP를 다시 쓰거나 장비 운영자를 재교육해야 하는 경우입니다.

FDA 가이드라인은 PQ를 “공정 적격성”의 뜻으로 쓰며, 이는 이 글에서 논의한 장비 적격성과 전체 공정을 포함합니다. 구체적으로 PQ를 시설 설계 및 장비와 유틸리티의 적격성, 그리고 공정 성능 적격성(PPQ)으로 구분합니다. 자세한 내용은 FDA의 공정 검증 산업 가이드를 참조하세요.

결론

IQ OQ PQ는 품질 보증의 표준 단계입니다

IQ OQ PQ는 개별 장비가 의도된 목적에 맞게 설계·구성되었는지, 올바르게 설치되었는지, 제조 라인의 일부로서 의도한 대로 작동하는지 검증하는 복잡하고 세부적인 cGMP 프로토콜입니다. 공정이 제어 상태에서 실행 중인지 계속 판단하는 통계적 공정 관리 매개변수를 설정하므로 제조 산업의 품질 보증을 가능하게 합니다.

시간과 노동이 많이 들지만, 특히 최종 물질을 직접 검증할 수 없는 고도로 규제된 제조 산업에서 소비자 안전과 규제 준수에 중요합니다. 장비가 올바르게 지정되고 운영되도록 하는 표준화된 체계적인 단계이기도 합니다. 특히 OQ와 PQ는 제조 공정에 문제가 생겼을 때 이를 찾아 해결하는 데 유용할 수 있습니다.

온도 모니터링

온도 모니터링 제품과 적용 산업

(주)테솔의 온도 모니터링 제품은 제약 품질 보증, 의료기기 품질 보증, 식품 제조 품질 보증, 항공우주 품질 보증, R&D 연구소에서 쓰입니다. 관련 제품은 다음과 같습니다.

• Cobalt X (LoRaWAN® 지원 모니터링 데이터로거)
• Emerald (Bluetooth® 무선 온도 데이터로거)
• Atlas (Bluetooth® 무선 온습도 및 조도 데이터로거)
• LynxPro, LynxPro-RTD, LynxPro-RH
• HiTemp140, HiTemp140-PT
• PR140

Emerald Bluetooth 무선 온도 데이터로거.

LynxPro.

LynxPro-RTD.

LynxPro-RH.

HiTemp140.

HiTemp140.

HiTemp140-PT.

PR140 NPT 타입.

PR140 Flush 타입.

관련 제품

• LoRaWAN® 지원 모니터링 데이터로거
• Bluetooth® 무선 온도 데이터로거
• Bluetooth® 무선 온습도 및 조도 데이터로거

자주 묻는 질문

참고 자료

• FDA 21 CFR 211(의약품), 21 CFR 820(의료기기)
• FDA 공정 검증 산업 가이드
• cGMP(최신 우수 제조 관리 기준)
• ALCOA 데이터 표준