세계 최초의 배양육 B2B 마켓플레이스: 발표 읽기

바이오리액터에서 배지 무균성 유지 모범 사례

Best Practices for Media Sterility in Bioreactors

David Bell |

바이오리액터에서 무균 상태를 유지하는 것은 배양육 생산에 매우 중요합니다. 오염은 전체 배치를 망치고, 자원을 낭비하며, 일정을 방해할 수 있습니다. 이 기사는 시스템 설계에서 실시간 모니터링 및 오염 대응에 이르기까지 오염을 방지하기 위한 실질적인 단계를 설명합니다. 주요 사항은 다음과 같습니다:

  • 오염의 원인: 원자재, 장비 설계 결함, 인적 오류, 공기 중 입자.
  • 예방 전략: 멸균 필터, 감마선 조사 일회용 부품, 폐쇄 시스템 사용.
  • 멸균 방법: 다회용 바이오리액터에 대한 현장 증기 멸균(SIP) 및 일회용 부품에 대한 감마선 조사.
  • 모니터링 도구: 산소 및 pH에 대한 인라인 센서, 라인 외부 광학 밀도 테스트, 미생물 샘플링.
  • 대응 프로토콜: 신속한 테스트, 근본 원인 분석, 다운타임을 최소화하기 위한 시정 조치.

영국 팀이 운영을 확장할 때, Cellbase와 같은 플랫폼은 멸균 준비가 된 부품을 소싱하는 과정을 단순화하여 엄격한 멸균 기준을 준수하도록 합니다. 견고한 멸균 조치에 투자하면 비용을 절감하고 일관된 생산 품질을 보장할 수 있습니다.

5-Stage Contamination Prevention Framework for Bioreactor Sterility

바이오리액터 멸균을 위한 5단계 오염 방지 프레임워크

오염의 주요 원인

원자재 및 물

원자재는 바이오리액터 내 오염 위험에 주요한 역할을 합니다. 성장 배지 구성 요소가 제대로 멸균되지 않으면 시스템에 미생물을 도입할 수 있습니다. 물 시스템도 또 다른 약점입니다. 바이오필름이 물 분배 표면에 형성되면 특히 문제가 되며, 필터링에 저항하고 지속적으로 박테리아를 방출하여 오염이 심각한 문제가 될 때까지 종종 눈에 띄지 않습니다 [5].

오염의 영향은 심각할 수 있으며, 수확량을 50-100% 감소시키고, 세포 성장을 중단시키며, 배지, 성장 인자 및 노동에 수천 파운드를 낭비하게 할 수 있습니다 [3][5]. 이러한 위험을 완화하기 위해 0.45-µm 필터를 사용한 물의 사전 여과와 감마 조사된 일회용 부품을 선택하는 것이 효과적인 조치입니다 [3][5]. 이와 함께, 잘 설계된 장비는 유사한 문제를 피하는 데 필수적입니다.

장비 및 시스템 설계

바이오리액터 하드웨어의 설계 및 유지보수는 오염을 방지하는 데 중요합니다. 씰, 개스킷, 밸브 및 튜빙 접합부와 같은 부품은 잔여물이 갇히고 청소가 어려운 경우 미생물 성장의 온상이 될 수 있습니다 [3][6].일회용 시스템도 면역이 아닙니다. 설정 중에 구멍이 나거나 부적절한 연결이 발생하면, 부품이 사전 멸균되었더라도 오염 물질이 유입될 수 있습니다 [3].

다회용 바이오리액터는 더 큰 도전에 직면합니다. 멸균 과정은 종종 부족합니다 - 기본 진공 또는 중력 멸균 주기는 모든 공기를 제거하지 못할 수 있으며, 시스템 전체에서 필요한 121°C에 도달하지 못하게 합니다. 이로 인해 미생물이 생존할 수 있는 "데드 레그"와 그림자 영역이 남습니다. 생물지표 테스트에 따르면, 사전 진공 펄스가 없으면 온도 센서가 그렇지 않다고 나타내더라도 멸균이 불완전하게 남아 있습니다 [2][6][8]. 바이오리액터의 내부와 외부를 연결하는 공동이 있는 커넥터는 특히 문제가 되며, 오염의 직접적인 경로를 생성하므로 피해야 합니다 [4].하드웨어 외에도 인간의 행동과 환경 조건은 무균 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

인간 및 환경 요인

인간의 실수는 오염의 주요 원인입니다. 부적절한 가운 착용, 불충분한 손 위생, 또는 생물안전 프로토콜을 생략하는 것은 무균 환경에 미생물을 도입할 수 있습니다 [3][5]. 예를 들어, 사례 연구는 무균 튜빙 없이 부적절한 프로브 삽입이 20–30%의 오염률로 이어졌음을 강조합니다. 마찬가지로, 비층류 흐름 지역에서 장갑을 끼지 않은 취급은 24시간 이내에 배지 내 박테리아 과증식을 초래하여 배양육 실험을 완전히 탈선시켰습니다 [3].

환경 조건은 이러한 위험을 더욱 악화시킵니다. 미생물은 공기 중 입자에 붙어 불충분한 HEPA 필터링을 통해 또는 문이 열릴 때 들어와 노출된 배지나 장비에 정착할 수 있습니다.ISO 7 기준 또는 그 이상의 청정실에서도 일시적인 사건으로 인해 오염률이 100회 중 1회로 급증할 수 있습니다 [3][5]. 가스 공급 또한 0.45-µm 필터가 필요하며, 비멸균 가스는 밀폐된 시스템에 오염 물질을 도입할 수 있습니다 [3].

이 문제를 해결하는 가장 실용적인 방법 중 하나는 철저한 인력 교육입니다. 산업 데이터에 따르면 효과적인 교육은 인력 관련 오류를 80%까지 줄일 수 있어 오염 제어에 매우 비용 효율적인 전략이 됩니다 [3].

멸균 바이오리액터 시스템 설계 및 검증

위생적인 바이오리액터 설계 원칙

잘 계획된 설계는 바이오리액터 시스템의 오염 위험을 최소화하는 데 중요합니다. 전해 연마된 스테인리스강을 사용하여 표면 거칠기 Ra < 0.4 µm)는 박테리아가 번식할 수 있는 작은 틈새를 제거하여 미생물 부착을 방지하는 데 도움을 줍니다 [3][4][5]. 마찬가지로, 위생적인 용접은 매끄럽고 틈이 없어야 하며, 커넥터는 철저한 세척 가능성을 보장하기 위해 내부 공동을 피해야 합니다 [4].

시스템을 더욱 안전하게 보호하기 위해 모든 가스 및 액체 경로에는 0.2 µm 멸균 필터가 장착되어야 하며, 이는 99.9999% 이상의 박테리아를 차단합니다 [3][5]. 높은 수준의 입자를 처리하는 시스템의 경우, 0.45 µm 전처리 필터가 멸균 필터의 수명을 연장하면서 적절한 유속을 유지할 수 있습니다 [3][5].폐쇄 시스템 설계는 스왑 가능한 밸브를 특징으로 하여, 바이오리액터 내부를 공기 중 오염 물질에 노출시키지 않고 무균 상태로 매체를 추가할 수 있습니다 [3][4][5].

멸균 방법

바이오리액터 설계가 위생을 보장한 후에는 효과적인 멸균 방법이 무균 상태를 유지하는 데 필수적입니다. 다회용 스테인리스 스틸 바이오리액터의 경우, Steam-in-Place (SIP)가 표준입니다. 이 과정은 121°C의 포화 증기를 20-30분 동안 사용하여 미생물을 제거합니다 [3][6][11]. 그러나 중력 기반 증기 주기는 "데드 레그"로 알려진 공기 주머니를 남길 수 있으며, 이는 온도 센서가 적절한 조건을 나타내더라도 미생물이 서식할 수 있습니다 [6][11].진공 전 모드는 증기 주입 전에 공기를 제거하여 헤드플레이트, 튜빙 및 필터와 같은 구성 요소 전반에 걸쳐 고른 멸균을 보장합니다 [6][11].

SIP 전에, 알칼리성 또는 산성 용액을 사용한 CIP(현장 세척) 사이클은 물로 헹구어 미생물을 보호할 수 있는 잔여물을 제거합니다 [6][11]. 백 및 튜빙과 같은 일회용 플라스틱 부품의 경우, 감마 조사로 열 손상 없이 최종 멸균을 제공합니다. 그러나 이 방법은 방사선을 차단할 수 있는 스테인리스강에는 적합하지 않습니다 [3][7][11]. 일회용 시스템은 일반적으로 사전 멸균 상태로 제공되어 처음부터 오염 위험을 줄입니다 [3].

시스템 검증 및 자격

일관된 성능을 보장하기 위해 엄격한 검증이 필수적입니다. 이 과정은 배양육 생산에 필수적인 단계로, 실제 생산 조건에서 바이오리액터가 신뢰성 있게 작동하는지 확인합니다.

설치 자격 (IQ)은 장비가 올바르게 설치되고 보정되었는지를 보장하며, 운영 자격 (OQ)은 SIP 및 CIP 사이클을 최악의 시나리오에서 테스트하여 시스템이 121°C를 일관되게 유지하는지를 확인합니다 [10]. 마지막으로, 성능 자격 (PQ)은 여러 배치에 걸쳐 멸균성을 확인하기 위해 배지를 사용한 생산 시뮬레이션을 실행합니다 [10].

필터 무결성 테스트는 이 검증 과정에서 중요한 역할을 합니다. 버블 포인트 테스트는 젖은 필터가 특정 공기 압력을 견딜 수 있는지를 확인합니다 (e.g., 3.0.2 µm 폴리에테르설폰 필터에 대해 5 bar) 누출 없이 [5]. 가스 투과율을 측정하는 확산 흐름 테스트(일반적으로 100 ml/min 이하)는 필터가 ASTM F838-05 표준 [5]에 따라 99.999%를 초과하는 박테리아 보유율을 달성함을 추가로 확인합니다. 검증 연구에 따르면, 생물반응기 시스템은 유럽 약전 표준 [4]에 따라 48시간 및 96시간 모두 오염에 대해 100% 음성 결과를 보여 무균 요구 사항을 충족합니다.

세포 배양 오염 감소: 오염의 원인

무균 배지 준비 및 취급을 위한 모범 사례

오염 위험을 최소화하기 위해, 배지 준비 및 취급에 대한 엄격한 프로토콜을 준수하는 것이 무균 상태를 유지하는 데 중요합니다.

원자재 품질 관리

오염은 종종 원자재에서 발생하므로 공급업체 자격 부여가 중요한 단계입니다. 배양육 시설은 GMP 표준 준수를 보장하기 위해 공급업체 감사를 수행하고, 품질 시스템을 평가하며, 기술 계약을 체결해야 합니다. 이러한 계약은 무균 요구 사항, 엔도톡신 한계(일반적으로 0.25 EU/ml 이하) 및 마이코플라스마 오염의 부재를 명시해야 합니다 [5].

수령 시, 재료는 포장 무결성, 변조 방지 씰 및 정확한 라벨링을 철저히 확인해야 합니다. 각 배치에는 신원, 순도, pH 및 삼투압과 같은 주요 지표를 검증하는 분석 증명서가 포함되어야 합니다. 가수분해물, 성장 인자 및 효모 추출물과 같은 고위험 구성 요소는 추가적인 생균수 검사가 필요하며, 일반적으로 10 CFU/100 ml 이하로 설정됩니다 [5].영국의 팀들은 이러한 조치를 MHRA 지침과 일치시킴으로써 향후 규제 준수를 지원할 수 있습니다.

원자재가 이러한 엄격한 검사를 통과하면, 배지 준비 중 무균 상태를 유지하는 것이 다음 중요한 초점이 됩니다.

배지 준비 및 저장

배지 준비 중 노출을 방지하기 위해 폐쇄형 혼합 시스템을 사용하는 것이 중요합니다. 멸균 통풍 필터, 자석 구동 임펠러 및 무균 커넥터가 장착된 일회용 혼합 백은 안전한 준비 및 전송을 가능하게 하여 격리를 손상시키지 않습니다 [3][5]. 대안으로, SIP/CIP 기능이 있는 스테인리스 스틸 용기를 사용할 수 있으며, 0.2 µm 통풍 필터와 증기 멸균 가능한 라인이 장착되어 있어야 합니다.

열에 민감한 배지의 경우, 멸균 여과가 필수입니다. 이는 0.45 µm 전처리 필터를 사용한 후 0.2 µm 최종 필터는 생물안전작업대 또는 폐쇄 시스템 내에서 수행됩니다. 여과 전후에 버블 포인트 검사와 같은 무결성 테스트를 수행해야 합니다. 준비가 완료되면 매체는 2–8°C에서 사전 멸균된 밀봉 용기에 보관해야 하며, 보관 기간은 안정성 연구에 의해 결정됩니다 [5]. 라벨에는 준비 날짜 및 시간(e.g., 15/03/2026 14:00), 보관 조건 및 만료 세부 정보가 명확하게 표시되어 추적 가능성을 보장해야 합니다.

준비 및 보관이 확보되면, 프로세스를 처리하는 인력에 대한 주의가 필요합니다.

인력 및 절차적 통제

작업자는 무균 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 하며 엄격한 무균 기술을 따라야 합니다.이에는 멸균 장갑, 머리 및 수염 덮개, 마스크, 작업복을 착용하고, 그래픽 흐름도, 정의된 중요 관리 지점 및 수용 기준이 포함된 상세한 SOP를 준수하는 것이 포함됩니다. 포괄적인 무균 기술 교육은 필수이며, 매년 재자격이 필요하고, 탈의 구역을 명확히 구분된 단계로 나누는 명확히 정의된 착의 절차가 함께 제공됩니다. 오염 위험을 최소화하기 위해, 작업자는 난류를 생성하지 않도록 신중하게 작업하고, 정기적으로 장갑을 소독하며, 개방된 장비 위에서의 움직임을 제한해야 합니다. 장갑 손끝 판을 테스트하는 것과 같은 정기적인 환경 모니터링은 작업자의 행동이 허용 가능한 한도 내에 있음을 보장합니다.또한, Cellbase 는 영국 및 EU 표준을 모두 충족하는 인증된 일회용 조립품, 커넥터 및 필터를 제공하여 절차 준수 및 무균 보증을 위한 신뢰할 수 있는 옵션을 제공합니다.

오염 모니터링 및 대응

가장 엄격한 예방 조치에도 불구하고 오염은 여전히 발생할 수 있습니다. 그렇기 때문에 조기 감지가 매우 중요합니다. 실시간 모니터링 시스템과 잘 구성된 대응 프로토콜은 배양육 시설이 문제를 신속하게 발견하고 생산 손실을 줄일 수 있도록 합니다. 아래에서는 오염을 모니터링하고 효과적으로 대응하는 데 사용되는 도구와 전략을 살펴보겠습니다.

인라인 및 앳라인 모니터링

인라인 센서는 무균 상태를 깨지 않고 지속적인 데이터를 제공하는 첫 번째 방어선입니다.이 센서들은 용존 산소(DO), pH, 온도, 교반력, 배출 가스 조성 (O₂ 및 CO₂ 수준) [3][9]과 같은 주요 매개변수를 추적합니다. 오염이 발생하면 미생물 군집이 동물 세포와 필수 영양소와 산소를 놓고 경쟁합니다. 이 경쟁은 종종 DO의 급격한 감소와 같은 눈에 띄는 변화를 초래하는데, 이는 산소 소비 증가의 지표이며, 비정상적인 호흡 지수(CO₂/O₂ 비율)는 정상적인 세포 행동이 아닌 미생물 활동을 나타내는 경우가 많습니다 [3][9].

라인 모니터링은 생물 반응기에서 채취한 샘플의 신속한 테스트를 가능하게 하여 인라인 센서를 보완합니다. 광학 밀도 측정(OD₆₀₀ 또는 OD₆₅₀)과 같은 기술은 외래 미생물 성장을 감지할 수 있으며, 비정상적인 세포 구조에 대한 현미경 검사는 (e.g., rods or budding yeast) and glucose, lactate, or ammonia readings outside expected patterns provide further insights [9]. ATP bioluminescence tests are especially useful, delivering feedback on microbial presence within hours, enabling faster responses [5]. To make these tools effective, facilities should establish normal operating ranges for each parameter and set alarm limits - typically a 10–15% deviation from expected trends - that trigger immediate actions, such as increased sampling or pausing feed additions [9].

While sensor data offers instant alerts, laboratory testing plays a critical role in confirming sterility over time.

미생물학적 테스트 및 환경 모니터링

정기적인 미생물학적 테스트는 생산 전반에 걸쳐 무균 상태가 유지되도록 보장합니다.생균수 측정 (생균수 시험)은 접종, 중간 단계, 수확 전과 같은 주요 단계에서 준비된 배지 및 생물 반응기 샘플에 대해 매주 수행해야 합니다[4]. 고가치 종자 생물 반응기 운전 또는 새로운 배치의 경우, 멤브레인 필터링 또는 직접 접종과 같은 방법을 사용하여 14일간의 배양 기간을 포함한 무균 시험이 종종 필요합니다[4]. 타겟 PCR 또는 qPCR 패널과 같은 빠른 대안은 일반적인 세균 및 곰팡이 오염원을 스크리닝하고 몇 시간 내에 결과를 제공합니다.

마이코플라스마 검사는 특히 중요합니다. 이는 포유류 세포 배양에서 숨겨진 오염원으로, 표준 세균 배지로는 검출할 수 없습니다. PCR 또는 qPCR 분석은 마스터 및 작업 세포 은행뿐만 아니라 N–1 또는 N–2 생물 반응기를 포함한 종자 계통의 중요한 지점에서 수행해야 합니다.이러한 테스트는 새로운 세포 은행마다 최소한 한 번씩, 그리고 각 생산 라인에 대해 정기적으로 - 예를 들어 분기별로 - 수행해야 합니다. 환경 모니터링은 헤드플레이트, 포트, 샘플링 지점 및 접종 중에 사용되는 생물안전 캐비닛과 같은 바이오리액터 주변의 고위험 지역에 중점을 두어야 합니다. 생존 가능한 공기 샘플링, 바이오리액터 근처의 정착 플레이트, 장비 및 전송 패널의 표면 면봉과 같은 방법은 오염 위험을 식별하는 데 도움이 됩니다. 6-12개월 동안 수집된 기준 데이터는 경고 및 조치 한계를 설정할 수 있으며, 이를 초과하면 강화된 청소 및 조사 노력을 촉발합니다.

오염 대응 프로토콜

빠른 감지는 전투의 절반에 불과하며, 효과적인 대응은 무균 상태를 유지하는 데 필수적입니다. 오염이 의심될 때, 구조화된 의사 결정 트리가 다음 단계를 안내합니다.만약 편차나 양성 신속 검사가 감지되면, 첫 번째 단계는 기기 정확성을 확인하고, 측정을 반복하며, 현미경 검사, 광학 밀도, ATP 발광을 포함한 추가 테스트를 위해 무균 샘플을 채취하는 것입니다. 영향을 받은 배치는 "의심" 상태로 지정되며, 평가가 완료될 때까지 공정 변경이 중단됩니다. 그람 염색 및 박테리아, 곰팡이, 또는 마이코플라스마 표적에 대한 신속 PCR/qPCR과 같은 추가 테스트가 수행되며, 더 빈번한 데이터를 수집하기 위해 인라인 모니터링이 강화됩니다. 신속 검사가 음성이고 매개변수가 안정화되면, 배치는 재분류될 수 있으며, 모든 정당성이 문서화됩니다.

신속 검사가 오염을 확인하거나 비정상적인 경향이 지속되면, 6-48시간 이내에 전면 조사가 시작됩니다. 여기에는 평판 계수, 무균성 테스트, 환경 모니터링 데이터 검토가 포함됩니다.근본 원인 분석(RCA)은 최근 48~72시간 동안의 모든 개입, 자재 추가 및 장비 변경을 조사합니다. 배치는 격리되어 하류 처리로부터 분리됩니다. 최종 결정은 오염의 유형과 정도, 생산 단계 및 규제 요구 사항에 따라 달라집니다. 대부분의 경우, 오염이 확인되면 배치는 폐기되지만, 경계선 사례는 특정 요인에 따라 잠재적 구제를 위해 평가될 수 있습니다. 생산이 재개되기 전에 멸균 주기 연장, 장비 재자격 부여, 표준 운영 절차(SOP) 업데이트와 같은 시정 조치가 구현되고 검증되어야 합니다. 이러한 프로토콜은 신뢰성을 보장하고 시설이 영국 및 EU 표준을 준수하도록 도우며, Cellbase 에서 제공하는 도구가 이러한 노력을 지원합니다.

어떻게 Cellbase 멸균 솔루션을 지원하는지

Cellbase

멸균은 배양육 생산의 초석이며, 이를 달성하기 위해서는 엄격한 프로토콜만으로는 충분하지 않습니다. 사전 멸균된 미디어 백, 검증된 필터, 무균 커넥터, 호환 가능한 튜빙과 같은 신뢰할 수 있는 구성 요소가 필요합니다. 실험실 규모의 실험에서 파일럿 또는 상업 생산으로 전환하는 영국 기반 팀에게 이러한 특수 구성 요소를 조달하는 것은 어려울 수 있습니다. 그때 Cellbase가 나섭니다. 그들의 큐레이션된 B2B 마켓플레이스는 배양육을 위해 특별히 맞춤화되어 있으며, 공정 엔지니어, 품질 보증 팀, 조달 전문가들이 이 분야의 생물공정에 맞춰 설계된 멸균 준비 구성 요소를 찾을 수 있도록 합니다.

멸균 준비 부품 소싱

Cellbase의 플랫폼은 사용자가 중요한 멸균 기준에 따라 목록을 필터링할 수 있도록 하여 멸균 준비 부품 검색을 간소화합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

  • 멸균 방법: 감마 조사, EtO, 또는 오토클레이브 호환성 같은 옵션.
  • 규제 문서: 분석 증명서, 추출물 및 용출물 데이터.
  • 연결 유형: 무균 용접 또는 멸균 커넥터.
  • 재료 호환성: 동물 성분이 없는 매체와의 적합성 보장[3][5].

마켓플레이스를 통해 팀은 0.2 µm 멸균 등급 액체 필터, 0.2–0.와 같은 항목을 비교할 수 있습니다.45 µm 가스 필터는 바이오리액터 벤트, 감마 조사된 일회용 조립품 및 사전 조립된 튜빙에 사용됩니다. 모든 구성 요소는 폐쇄형 바이오리액터 시스템에서 사용하기 위해 명확하게 태그가 지정되어 있습니다. 영국 사용자에게는 플랫폼이 £로 가격을 제공하며, 리드 타임과 최소 주문 수량도 제공합니다. 이러한 투명성은 생산 팀이 배치당 비용을 정확하게 모델링하고 소규모 리터 규모 운영에서 수백 리터를 처리하는 시스템으로 확장 계획을 세우는 데 도움이 됩니다. 검증되지 않은 임시 구성 요소에 대한 의존도를 줄임으로써, Cellbase 는 무균성과 규제 준수를 보호하는 데 도움을 줍니다 [5][9].

호환 가능한 장비 생태계 구축

무균성은 개별 구성 요소에만 국한되지 않으며, 모든 장비가 원활하게 작동하도록 보장하는 것입니다. Cellbase 는 일회용 바이오리액터, 사전 멸균된 미디어 백, 공급 및 수확 매니폴드, 배기 필터, 프로브 및 샘플링 시스템과 같은 호환 가능한 항목의 통합 생태계를 팀이 조립할 수 있도록 지원합니다. 이러한 구성 요소는 표준화된 연결 유형과 멸균 전략을 공유하여 오염 위험을 최소화합니다 [3][5][9].

Cellbase을 사용하여 팀은 특정 바이오리액터 모델에 대해 검증된 액세서리를 필터링할 수 있으며, 이는 일관된 설정을 구축하는 과정을 간소화합니다. 이는 무균 연결 및 수동 처리의 필요성을 줄여주며, 이는 모두 일반적인 오염 위험 요소이며 자동화된 폐쇄 처리 지원을 제공합니다 [3][9].단일 전문화된 마켓플레이스를 통해 포괄적인 공급업체 문서를 확보함으로써, 배양육 회사들은 R&D, 파일럿, 소규모 상업 생산 전반에 걸쳐 장비를 표준화할 수 있습니다. 이러한 일관성은 생산 규모가 커짐에 따라 멸균 검증이 견고하게 유지되도록 하여 성장의 신뢰할 수 있는 기반을 만듭니다.

결론

배양육 전문가를 위한 주요 시사점

멸균은 배양육 생산의 근간입니다. 오염을 방지하는 것이 그 결과를 처리하는 것보다 훨씬 비용 효율적입니다 - 단일 오염 사건이 전체 배치를 망치고, 일정에 차질을 주며, 비용을 극적으로 증가시킬 수 있습니다 [9]. 가장 효과적인 전략은 위생적인 바이오리액터 설계, 검증된 멸균 방법, 멸균 여과, 엄격한 무균 프로토콜을 결합하는 것입니다.감마 방사선 조사로 사전 멸균된 일회용 부품을 사용하면 내부 오염 위험을 제거할 수 있으며, 폐쇄 시스템은 외부 위협으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다 [3]. 액체 배지와 가스 라인의 경우, 멸균 여과는 안전을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다 [3][5].

모니터링은 두 번째 방어층으로 작용합니다. 온도 (37 °C), pH (6.8–7.4), 용존 산소 (30–60%), CO₂ 수준 (<10%)과 같은 주요 매개변수에 대한 지속적인 검사는 빠르게 편차를 감지할 수 있습니다. 유럽 약전 2.6.27 지침에 따라 Bact/Alert 시스템을 사용하여 수행되는 예정된 미생물학적 테스트는 48–96시간 동안 무균성을 확인합니다 [1][4].검증된 멤브레인 바이오리액터 설계는 이러한 테스트 동안 미생물 성장 없음을 보여주었으며, 이는 견고한 제어가 결과를 제공함을 증명합니다 [4]. 오염이 발생하는 경우, 신속 대응 프로토콜은 다운타임을 최소화하고 반복 문제를 방지할 수 있습니다 [7][10].

영국의 팀이 벤치에서 파일럿 또는 상업 생산으로 운영을 확장하는 경우, 이러한 관행은 장기적인 성공의 열쇠입니다. 이는 설계에 의한 선제적 무균 접근 방식을 위한 기초를 마련합니다.

설계에 의한 무균 접근 방식에 대한 최종 생각

설계에 의한 무균 접근 방식은 처음부터 오염 위험을 제거합니다. 이는 클린 인 플레이스(CIP) 및 스팀 인 플레이스(SIP) 기능을 갖춘 폐쇄형 자동화 바이오리액터를 선택하고, 검증된 씰 및 필터가 있는 사전 멸균 부품을 선택하는 것을 의미합니다 [3][10].산업 전문가들은 플라스틱 부품의 방사선 멸균과 오염 위험을 줄이기 위한 자동화를 권장합니다. 데이터는 폐쇄형 생물반응기에서 비용 절감과 검증된 시스템에서 일관되게 음성으로 나오는 무균 테스트 결과를 보여주며 이러한 조치를 뒷받침합니다 [3][6][9]. 반응적인 청소에서 능동적인 설계로의 전환은 위험을 줄일 뿐만 아니라 확장 가능하고 GMP를 준수하는 생산을 지원합니다.

시스템 설계에서 지속적인 모니터링에 이르는 포괄적인 전략은 배양육 생산의 성공에 필수적입니다. 이 분야의 전문가들을 위해, Cellbase는 간소화된 솔루션을 제공합니다. 이 플랫폼은 팀이 단일 전문화된 마켓플레이스를 통해 무균 준비가 된 생물반응기, 필터, 센서 및 미디어 처리 부품을 소싱할 수 있도록 합니다.투명한 가격 책정 £, 검증된 공급업체 문서 및 업계에 맞춘 전문 지식을 통해, 설계에 의한 무균 원칙에 맞는 일관된 장비 생태계를 구축하는 과정을 단순화합니다. 이 분야가 발전함에 따라, 장비 선택에서 시설 배치에 이르기까지 모든 설계 결정에 무균성을 내재화하는 것이 피할 수 있는 오염 문제에 직면한 생산자와 성공적인 생산자를 구분할 것입니다.

자주 묻는 질문

바이오리액터의 무균성을 보장하기 위한 최고의 멸균 방법은 무엇인가요?

일회용 바이오리액터의 경우, 오염 물질이 없는 상태를 보장하는 것이 중요합니다. 일반적인 멸균 방법으로는 감마선 조사, 소독제를 사용한 화학적 멸균, 그리고 오토클레이브를 사용하는 증기 멸균이 있습니다. 이러한 기술은 바이오리액터를 즉시 안전하게 사용할 수 있도록 준비하는 데 설계되었습니다.

다목적 바이오리액터의 경우, 무균 상태를 유지하기 위해 약간 다른 접근 방식이 필요합니다. 가장 일반적인 방법으로는 현장 세척 증기 멸균, 소독제를 사용한 화학적 세척, 때때로 미생물 제어를 강화하기 위한 UV 멸균이 포함됩니다. 오염이 없는 환경을 보장하기 위해 이러한 멸균 과정을 정기적으로 검증하는 것이 중요합니다.

바이오리액터에서 인간의 실수로 인한 오염 위험을 줄이기 위해 어떤 조치를 취할 수 있습니까?

바이오리액터를 무균 상태로 유지하기 위해 실수를 최소화하는 것이 중요합니다. 이를 위해 명확하게 정의된 표준 운영 절차(SOP)를 마련하고, 모든 팀원이 철저한 교육을 받도록 하며, 수동 처리를 줄이기 위해 가능한 경우 주요 프로세스를 자동화하는 것이 중요합니다.

온도, pH 수준, 무균 상태와 같은 조건을 지속적으로 확인하고 검증하는 것은 또 다른 필수 단계입니다. 이는 잠재적인 문제를 조기에 발견하고 해결하는 데 도움이 됩니다. 이러한 관행을 결합함으로써 인적 오류와 관련된 오염 가능성을 크게 줄일 수 있습니다.

왜 모니터링이 생물 반응기 운영에서 무균 상태를 유지하는 데 필수적인가요?

모니터링은 필수적인 환경 조건에 대한 실시간 업데이트를 제공함으로써 생물 반응기 운영 중 무균 상태를 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 온도, pH, 용존 산소 수준과 같은 요소를 주시함으로써 잠재적인 오염을 조기에 감지하고 성장에 이상적인 환경을 유지할 수 있습니다.

잠재적인 문제를 미리 파악함으로써 모니터링은 오염 위험을 최소화할 뿐만 아니라 성장 매체의 품질을 보호하고 신뢰할 수 있는 생산 과정을 보장합니다.이것은 배양육과 같은 산업에서 특히 중요하며, 여기서 무균 상태는 최종 제품의 안전성과 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

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Author David Bell

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David Bell is the founder of Cultigen Group (parent of Cellbase) and contributing author on all the latest news. With over 25 years in business, founding & exiting several technology startups, he started Cultigen Group in anticipation of the coming regulatory approvals needed for this industry to blossom.

David has been a vegan since 2012 and so finds the space fascinating and fitting to be involved in... "It's exciting to envisage a future in which anyone can eat meat, whilst maintaining the morals around animal cruelty which first shifted my focus all those years ago"