KR101218937B1 - 주문 제작형 제조 시스템 및 그 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 주문 제작형 바이오의약품 제조 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 공급 공기를 제공하기 위한 제1 공기 취급 시스템과 배출 공기를 취급하기 위한 제2 공기 취급 시스템을 구비하는 제조 공간을 포함하며, 공급 공기 시스템에는 여과, 가열, 냉각 혹은 습도 제어 중 적어도 하나가 선택적으로 제공된다. 적어도 하나의 모듈은 다른 모듈 내부와 상호 연결될 수 있는 내부를 구비하며, 각각의 모듈 내부는 바이오물질, 화학물질, 혹은 의약품 제조 공정 중 적어도 하나의 특정 작업을 수행하기 위해 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 복수 개의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 모듈 내에서 환경을 제어하기 위한 온-보드 환경 제어 모듈과, 모듈 내부를 다른 모듈의 내부에 상호 연결하기 위한 연결 수단을 포함한다. 상기 시스템은 또한 시스템과 하나 이상의 모듈 중 적어도 하나의 조작을 위한 작동 및 정보 수집 중 하나 이상을 적어도 수행하기 위해 작동하는 중앙 제어기를 포함한다.

Description

주문 제작형 제조 시스템 및 그 작동 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING}
본 발명은 일반적으로 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하면, 일회용 제조 컴포넌트, 자동화, 전자 배치 제어(electronic batch control), 기록 발생, 저장 및 문서 업무(documentation)를 지닌 휴대용이면서 제어된 환경 제조 모듈을 포함하는 신축성 있는 제조 플랫폼(flexible manufacturing platform)에 관한 것이다.
세상에는 비용, 속도 및 품질 사이에서 어떤 2개를 극대화시키면 나머지 하나가 희생되어야 하는 자명한 이치가 존재한다. 바이오/화학/의약품 제조에서도 예외가 아니다. 더욱이, 바이오 제조에서 중요한 요인은 품질이며, 다시 말해서 제품이 적절하게 제작되었을 때는 생명을 구조하는데 반해, 부적절할 경우 생명을 위협하게 된다.
임상 시험을 위한 약 제조 속도 및 시장에서의 성공도 또한 중요한 요인이며, 임상 시험의 중요한 점은 약 판매 경로, 주식 가치, 재정, 동업 및 계약 기회에서의 가치를 부여한다는 것이다. 추가적으로, 약 개발에 많은 투자비가 소요됨에 따라 그 산업에서 관심이 집중되었으며, 건강관리비 상승에 관한 대중적인 관심의 일부로 나타났다.
바이오의약품 제조에 드는 높은 비용은 특수한 약을 생산하기 위해 제조 기반을 구축하는 데 필요한 자본 투자에 그 원인이 있을 수 있다. 이론적으로, 임상과 상업상의 욕구를 즉시 만족할 수 있도록 제조 능력을 갖도록 하는 것은 약 개발 속도를 현저하게 가속시키곤 하였다. 그러나, 이러한 바이오-제조 능력을 충족시키는 데 요구되는 투자비는 특히, 개발 파이프라인에서 약을 기다리는 동안 설비를 쓰지 않는 상태로 방치하기 때문에 지나치게 증가한다. 이러한 딜레마는 개발 스케줄, 복용량, 시장 크기, 임상 시험의 성공 및 관리 기관의 승인 전부가 불확실해지기 때문에 생산 능력의 요구 조건을 정확하게 예측하기가 어렵게 된다. 전술한 불확실성과 개별적인 약은 임상 시험 동안 실패할 가능성이 높아짐에 따라, 성공적인 임상 시험 및/또는 관리 기관의 승인 이전에 약 제조에 대한 투자는 매우 위험하다.
이러한 비용을 줄이기 위해, 이상적인 바이오-제조 설비로는 건설하는 데 싸고, 새로운 프로세스를 취급하는 동시에 약을 빨리 생산하기 위해 급속하게 팽창 및 재구성될 수 있는 것이어야 한다. 더욱이, 이러한 제조 설비가 현재의 의약품 제조 품질 관리 기준(current Good Manufacturing Practice; cGMP)(예컨대, 21 C.F.R. Part 11에 적합)에 요구되는 고품질을 유지 및 향상시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또 다른 제조비 증가의 원인은 예컨대, 일회용이 아닌 비싼 컴포넌트를 사용하는 데 있다. 이러한 컴포넌트는 사용한 다음 매번 세척해야 한다. 더욱이, 이러한 컴포넌트는 비싸다. 예컨대, 스테인리스강 용기가 약 제조 공정에서 광범위하게 사용된다. 이러한 용기는 스테인리스강 배관에 의해 다른 작동 유닛, 매체 및 버퍼 공급장치, 물, 현장 세척(clean-in-place; CIP) 및 현장 증기(steam-in-place; SIP) 시스템에 연결되어야 한다. 이러한 용기의 제조와 설치, 그리고 이를 지원하는 모든 설비는 비싸고 설계와 제조를 위해 상당한 납기를 필요로 한다.
심지어 바이오 제조 설비를 조립할 수 있더라도, 그 결과로 생긴 설비는 종종 새로운 프로세스를 위해 재구성하기 어렵거나 또는 복합 제품을 동시에 제조하기에 충분할 정도로 싸게 건축할 수 없다(제조법은 에어락(airlock)에 의해 분리되고 클린 복도를 통해 접근 가능하고 전용 HVAC 유닛에 의해 조작되는 여러 평행한 클린룸 슈트에서 반드시 반복되어야 한다). 이러한 종래의 바이오의약품 제조 시스템의 예가 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 세포 배양 공정, 정화 및 바이러스 제거 후 조직화(post viral clearance formulation)/충전 프로세스 모두가 별도의 영역에 제공되며, 각각의 제조 공간 사이에는 에어락이 설치되어 있다. 또한, 이러한 클린룸 내부에서의 수동 조작은 다량의 문서 업무를 유발시키며, 이에 따라 에러 발생 확률의 증가, 긴 QA 재검토 및 배치 릴리스 사이클을 초래한다.
본 발명의 실시예들은 바이오의약품(예컨대)을 신축성 있게 그리고 효율적으로 제조하기 위한 제조 시스템/플랫폼에 관한 것이다. 본 발명은 예컨대, 약 혹은 바이오의약품 제조 공정의 하나 이상의 단계를 위한 제어식 환경 모듈로 대체될 수 있는 별도로 환경적으로 제어된 클린룸을 갖는 종래의 스케일 제조 슈트(scale manufacturing suite)에 불변의 발효 및 프로세싱 장치를 사용할 수 있도록 해준다. 모듈 작동은 통상의 프로세스 오염원 예컨대, 퍼스널, 다용도 장치 및 주위 공기로부터 분리 가능하도록 해준다. 몇몇 실시예에 있어서, 환경 제어는 공기 흐름, 열, 한랭, 습도 및 압력 중 하나 이상을 제어함으로써 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에 따른 시스템은 복수 개의 연결된 프로세스 모듈(모듈 트레인)을 사용하여 공동의 미분류된(혹은 분류된) 제조 공간 내에서 다중 제품, 동시 발생 바이오/화학 제조를 취급하도록 설계될 수 있다. 미분류된 공간을 사용할 수 있는 능력은 제조 공정의 하나 혹은 그 이상의 단계들 동안 모듈 내측의 일체성 제어에 기인한다. 이러한 동시 발생 제조 활동은 벌크 약물 및 하나 혹은 그 이상의 제품을 위한 약품 충전 작업뿐만 아니라 상류 및 하류 바이오 프로세싱 양자를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모듈은 적절한 산업 표준 환경 품질(예컨대, 등급 100, 등급 10,000)을 보장해 주는 자급식(self-contained) 제조 환경을 제공하도록 설계 및 적격으로 될 수 있다. 모듈은 제품 제조 공정의 지시에 따라 임의의 순서로 연결될 수 있다. 따라서, (본 발명의 몇몇 실시예에 따라) 제조된 바이오의약품 모듈 시스템과 그 관련된 제어 및 모니터링 시스템은 더 통상적인 플랜트의 것보다 능가하는 추가의 가능성을 제공할 수 있도록 해준다. 특히, 상기 시스템은 공동의 미분류된 제조 공간에서 복수 회의 제조 단계 예컨대, 배양 접종에서 벌크 충전까지의 단계의 신속한 재구성 및 동시 작업을 지원해준다.
추가적으로, 본 발명의 몇몇 실시예에서 일회용 컴포넌트의 사용은, 현장 세척(CIP) 및 현장 살균(sterilization-in-place; SIP) 작업을 생략하여 유체 이송 라인(예컨대, 증기) 및 이에 따른 필요한 조작을 최소화시킴으로써 더 실질적이고 덜 비싼 플랫폼 시스템을 제공할 수 있도록 해준다. 이러한 필수 설비를 없애는 것이 중요한데, 다시 말해서 모듈은 제조 작업을 지원하기 위해 단지 전력 및/또는 데이터 연결만을 필요하거나 몇몇 경우 가스만을 필요로 한다.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예는 집중 및/또는 원격 전자 모니터링, 제어, 자동화 및 중앙 제어기(예컨대)를 사용하여 제조 배치 공정을 위한 데이터 기록 생산 및 저장을 이용한다. 프로세스 자동화는 수동 작동 회수를 줄이기 위해 사용될 수 있으며, 그 결과 오퍼레이터 에러의 감소와, 조작성, 효율 및/또는 시스템의 신뢰성 증가를 초래한다.
바이오-처리용 장치는 각 모듈 내측에 포함되어 있고, 통상적으로 그 내부에서 물질적이고 전기적으로 일체화되어 있다. 예컨대, 밸브는 모듈의 벽이나 모듈 내부 프레임에 고착될 수 있고, 제어 패널은 접근 용이를 위해 모듈의 외부로 분리 및/또는 제거될 수 있다. 모터와 구동 유닛은 접근 용이를 위해 모듈의 외부에 배치되는데 반하여, 펌프 헤드 혹은 모터/펌프/구동 유닛의 유사한 프로세스 컴포넌트는 모듈 내부로 (양호하게는 밀봉 상태로) 관통한다. 또한, 모니터링(환경적으로 혹은 기타)용 센서는 모듈의 본체에 일체로 형성될 수 있고, 많은(일부) 작동 변수(예컨대, 생명력 있는 미립자와 생명력 없는 미립자)의 연속한 온라인 모니터링을 제공하기 위해 중앙 제어와 통신한다.
전술한 바와 같이, 모듈과 그 모듈 내측의 장치는 중앙 제어기 유닛(예컨대, 컴퓨터 시스템, 관련 소프트웨어 및 사용자 인터페이스)을 사용하여 제어 및 모니터될 수 있다. 따라서, 중앙 제어 유닛은 모듈/모듈 트레인(즉, 제조 공정)의 설정을 위해 사용될 수 있고, 일회용 프로세스 컴포넌트의 정확한 설치의 확인, 모니터링, 자동화, 하나 혹은 그 이상의 개개의 모듈 및 양호하게는 전체 모듈 트레인(예컨대, 전체 제조 공정)을 위한 전자 배치 기록의 프로세스 제어와 발생을 허용해준다. 예컨대, 특정한 모듈 상태는 쉽게 식별 및 트랙(예컨대, 특정의 프로세서에 할당된 청결, 불결, 인 프로세스 등)될 수 있고, 모듈의 안팎으로 및/또는 제조 설비 영역으로 프로세스 중간 생성물과 물질의 흐름은 또한 모니터할 수 있다. 모니터링은 하나 혹은 그 이상의 센서에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 시스템의 신축성에 영향을 주는 한 가지 요인인 모듈 휴대성을 포함한다. 모듈은 자격조건, 셋업, 작동 및 클리닝을 위해 하나의 위치에서 다른 위치로 쉽게 이동 가능하다. 추가적으로, 각각의 모듈은 모듈들이 서로 쉽게 연결되도록 해주는 연결 포트를 포함할 수 있다. 이는 제조 공간으로부터 모듈 안팎으로 물질의 이송을 가능케 하기 위해 유닛 작동들 사이에서 혹은 컨테이너로 물질의 이송을 용이하도록 해준다. 내부로, 액세스 도어로, 그리고 모듈의 포트로의 접근은 모듈 내에 환경을 유지하는 하나 혹은 그 이상의 글로브 포트(glove port)를 포함함으로써 달성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 주문 제작형 제조 시스템이 제공되며, 이 시스템은 다른 모듈 내부와 상호 연결될 수 있는 내부를 지닌 하나 이상의 모듈을 포함하며, 모듈 내부는 바이오물질, 화학물질, 혹은 의약품 제조 공정 중 적어도 하나의 특정 작업을 수행하기 위해 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 상기 하나 이상의 모듈은, 모듈 내부의 환경을 제어하기 위한 온-보드 환경 제어 시스템과, 모듈 내부를 다른 모듈 내부에 상호 연결시키기 위한 연결 수단과, 상기 시스템의 조작을 위한 작동 및 정보 수집 중 하나 이상을 적어도 수행하기 위해 작동하는 중앙 제어기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 주문 제작형 바이오의약품 제조 시스템을 작동하기 위한 방법이 제공된다. 상기 시스템은 다른 모듈 내부와 상호 연결될 수 있는 내부를 지닌 하나 이상의 휴대용의 모듈을 포함하며, 모듈 내부는 바이오물질, 화학물질, 혹은 의약품 제조 공정 중 적어도 하나의 특정 작업을 수행하기 위해 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 상기 하나 이상의 모듈은, 모듈 내부의 환경을 제어하기 위한 온-보드 환경 제어 시스템과, 모듈 내부를 다른 모듈 내부에 상호 연결시키기 위한 연결 수단과, 상기 시스템의 조작을 위한 작동 및 정보 수집 중 하나 이상을 적어도 수행하기 위해 작동하는 중앙 제어기를 포함한다. 상기 방법은, 제조 공정을 위한 하나 이상의 절차를 각각 처리하기 위한 하나 이상의 모듈을 선택하는 단계와, 하나 이상의 모듈을 중앙 제어기에 접속하는 단계 중 하나 이상의 단계를 포함하며, 중앙 제어기는 하나 이상의 모듈을 셋업, 모니터링 및 제어 중 적어도 하나를 수행하도록 작동한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 주문 제작형 바이오의약품 제조 시스템을 위한 휴대용의 프로세스 모듈이 제공되며, 이 모듈은 다른 모듈 내부와 상호 연결될 수 있는 내부로서, 모듈은 제조 공정의 하나 이상의 특정한 절차를 수행하기 위해 작동하도록 되어 있는 내부와, 모듈 내에서 환경을 제어하기 위한 환경 제어 모듈과, 공기 입구와, 공기 출구와, 모듈을 다른 모듈에 상호 연결하기 위한 하나 이상의 연결 포트와, 모듈의 내부에 접근하기 위한 액세스를 포함한다. 상기 프로세스 모듈은 프로세스 혹은 모듈의 작동의 셋업, 모니터링, 제어, 자동화, 및 모듈을 위한 전기 배치 기록의 관리 중 적어도 하나를 수행하도록 작동하는 중앙 제어 유닛과 전기적으로 통신 가능한 상태로 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 주문 제작형 바이오의약품 제조 시스템이 제공되며, 이 시스템은 공급 공기를 제공하기 위한 제1 공기 취급 시스템과 배출 공기를 취급하기 위한 제2 공기 취급 시스템을 구비하는 제조 공간을 포함하며, 공급 공기 시스템에는 여과, 가열, 냉각 혹은 습도 제어 중 적어도 하나가 선택적으로 제공된다. 상기 시스템은 또한 제조 공간 내에 마련된 복수 개의 휴대용의 모듈을 포함하며, 적어도 하나의 모듈은 다른 모듈 내부와 상호 연결될 수 있는 내부를 구비하며, 각각의 모듈 내부는 바이오물질, 화학물질, 혹은 의약품 제조 공정 중 적어도 하나의 특정 작업을 수행하기 위해 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 상기 복수 개의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 모듈 내에서 환경을 제어하기 위한 온-보드 환경 제어 모듈과, 상기 모듈 내부를 다른 모듈의 내부에 상호 연결하기 위한 연결 수단을 포함한다. 또한, 상기 시스템은 시스템과 하나 이상의 모듈 중 적어도 하나의 조작을 위한 작동 및 정보 수집 중 하나 이상을 적어도 수행하기 위해 작동하는 중앙 제어기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 모듈 시스템을 작동하도록 임의의 방법을 달성하기 위한 컴퓨터 응용 프로그램과 매체뿐만 아니라 개별적인 모듈 유닛에 관한 것이다. 따라서, 전술한 실시예들 및 그 밖의 실시예, 그리고 본 발명의 목적 및 장점들은 도 1 내지 도 11에 도시된 도면을 참조한 본 발명의 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명백해질 것이다. 도면의 간단한 설명은 아래와 같다.
도 1a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제조 공간 및 이에 해당하는 모듈 트레인을 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제조 공간 및 이에 해당하는 모듈을 나타낸 블록선도이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제조 공간, 이에 해당하는 모듈 및 지지 영역을 나타낸 블록선도이다.
도 3은 종래의 제조 플랜트를 나타낸 블록선도이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 지지 설비와, 공기 공급 및 배출 헤더로의 모듈 연결을 도시하는 제조 공간의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모듈의 공기 공급 및 복귀를 부분적으로 도시한 측면의 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 고정식 연결 포트를 도시한 부분 사시도이다.
도 6b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 가요성 연결 포트를 도시한 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 액세스 수단을 도시한 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 층류 영역을 구비한 모듈을 도시한 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 층류 영역을 구비한 모듈을 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모듈 트레인과 중앙 컨트롤러 배치를 나타낸 블록선도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모듈에 대한 자격조건 라이프사이클을 나타내는 플로차트이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제조 설비를 위한 제품, 공정 및 인적 플로를 나타내는 건축 설계도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모듈 라이프사이클을 도시하는 플로차트이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 신축성이 있는 제조 시스템(100)은 바이오의약품의 제조에 사용되거나 또는 제조 공정의 다른 클린룸 타입의 다른 제조 공정에 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 모듈 트레인(모듈 102-118)은 제조 공간(120) 내에 배치된 단일(공동)의 제조 공정에서 함께 링크식으로 연결될 수 있으며, 각 모듈은 제조 공간 내에서 공기 취급 장치와의 연결부를 구비하는 것이 바람직하다. 도 1b에는 단일 룸에 상호 연결된 특정의 모듈에 내장될 수 있는 프로세스 타입이 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 프로세스는 세포 배양 모듈(122), 회수 및 정화 모듈(124), 및 바이러스 제거 후 조직화와 충전 모듈(126)을 포함할 수 있다. 각각의 모듈은 하나 혹은 그 이상의 스노클(snorkel)을 매개로 제조 공간 내에 포 함된 공기 취급(공급/배출) 시스템에 접근할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공동의 제조 공간(도 2 참조)은 일반적으로 실험실 등급과 동등한 품질의 공기를 공급하여 공동의 제조 공간의 온도가 조절된 실온이 되도록 해주는 전용 공기 취급 장치를 포함할 수 있다. 상기 공동의 제조 공간은 또한 하나 혹은 그 이상의 모듈로 공급 공기를 공급하기 위한 전용 공기 취급 장치와, 하나 혹은 그 이상의 모듈로부터 나온 배출 공기를 취급하기 위한 제2 공기 취급 장치를 포함할 수 있다. 모듈식 공기 취급 장치는 청결한 환경에서 불결한 환경으로의 공기 유동을 발생시키도록 하류 프로세스용 모듈에서 상류 프로세스용 모듈로 일방항 유동을 유지시키는 것이 바람직하다. 상기 제조 공간은 실험실 등급의 비닐 플로링(vinyl flooring)을 포함하는 용이하게 청소 가능한 표면을 포함할 수 있으며, 적절한 하우스키핑 제어를 이용하여 양호하게 유지된다.
도시된 바와 같이, 각각의 모듈은 휠 세트를 포함할 수 있기 때문에 각각의 모듈은 공간 둘레에서 용이하게 이동할 수 있다. 모듈을 조종하기 위한 다른 수단(예컨대, 트롤리 시스템)도 또한 전술한 실시예의 범위 내에서 속한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 각각의 모듈은 "온 휠(on wheel)"(즉, 모듈의 이동성)을 의미하는 약어 "OW"로 표시할 수 있다. 따라서, 모듈은 SOW(시드 배양 온 휠; seed culture on wheels), BOW(바이오리액터 온 휠; bioreactor on wheels), PROW(일차 회복 온 휠; primary recovery on wheels), COW(크로마토그래피 온 휠; chromatography on wheels), UROW(초여과 온 휠; ultra-filtration on wheels), BFOW(벌크-필 온 휠; bulk-fill on wheels) 및 VOW(바이알링 온 휠; vialing on wheel)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제조 공간은 예컨대, 바이오의약품 제조를 위한 공간일 수 있고, 양호하게는 제조 영역에 인접한 추가의 영역을 포함할 수 있다. 이러한 추가의 영역은 품질 보증(QA) 섹션, 관리 섹션, 플랜트 설비(공기 취급, 전기 및 배관), 품질 관리 영역, 실험실 및 수납 영역을 포함할 수 있다.
제조 공간은 모듈/트레인을 제조 공간으로 들어오거나 나가도록 이동시키는 흐름에 따라 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 모듈은 제품 교환 영역에서 수용될 출구 영역을 경유하여 제조 공간을 빠져나온다(화살표 A). 제품 교환 영역 내에서의 처리 후, 모듈은 모듈 체인 내의 각각의 지점에 다시 연결될 제조 공간으로 재배치될 수 있다(화살표 B).
신선한 공기뿐만 아니라 유틸리티의 공급과 모듈로부터 나온 배출 공기의 수집은 제조 공간 내에 배치된 공동의 공기 취급 장비와 설비에 연결시킴으로써 달성될 수 있다. 모듈을 제조 공간에 지지시키는 HVAC 시스템은 각각의 프로세스 트레인 영역의 길이를 따라 연장하면서 하나는 공급용이고 다른 하나는 배출용인 2개의 헤더를 포함할 수 있다. 공급 헤드는 여분의 백업을 지닌 공동의 공급 공기 핸들러로부터의 소스가 될 수 있다. 배출은 블로워에 의해 공동의 헤더 시스템을 통해 천정으로 진행될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제조 공간은 공동의 제조 공기 공간용 전용 공기 취급 장치(401a, 401b)와, 바람직하게는 공기 취급 시스템에 특유한 별도의 모듈을 포함한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 공동의 제조 공간과 모듈이 2개의 분리된 별개의 공기 장치를 구비하는 시스템에만 한정되지 않지만 그러한 시스템이 양호하다는 것에 주목해야 한다.
상기 공기 취급 시스템에 특유한 모듈은 일반적으로 드롭-다운 HVAC 스노클들을 포함하며, 신선한 공기(402)를 공급하기 위한 하나의 스노클(402a)과 배출 공기(404)를 모듈로 수집하기 위한 하나의 스노클(404a)은 각각의 모듈(406)(혹은 이러한 모듈을 단지 필요로 하는 모듈)에 연결될 수 있다. 이러한 스노클들은 제조 공간 내에서 모듈의 위치를 제한하지 않기 위해 각각의 모듈에 쉽게 연결될 수 있도록 완전한 가요성일 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 전기 및/또는 데이터 연결(408)은 이러한 모듈에 행해질 수 있다. 모듈로 공급된 공기는 온도(15-30℃)와 상대 습도(10-60%RH)를 제어하는 공기 핸들러를 통해 운반될 수 있다. 공기는 가요성 스노클을 경유하여 그것이 미리 여과되거나 심지어 모듈로 유입되기 전에 HEPA 여과될 수 있는 모듈 흡입 블로워로 운반된다. 상기 시스템은 더 하류에 있는 모듈이 더 높은 압력을 바람직하게 갖도록 2개의 상호 연결된 모듈 내에서 압력을 유지시킨다는 것에 주목해야 한다.
도 5에는 모듈용 온-보드 공기 취급 장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 공기 취급 유닛은 2개의 별도의 유닛 즉, 공기 공급을 위한 유닛(502)과 배출 공기를 위한 유닛(504)을 포함할 수 있으며, 유닛 각각은 별도의 팬과 제어 및 덕트 작업을 필요로 할 수 있다. 추가적으로, 각각의 유닛은 지정된 HEPA 여과 장치를 포함할 수 있다. 처리 중에 모듈 내부가 양의 압력이 되도록 모듈 압축을 조절하기 위해 흡입 혹은 배출에서의 댐퍼 제어가 사용될 수 있다. 예컨대, 분당 700 세제곱 피트의 등급을 지닌 흡입 유닛을 사용하여, 상기 시스템은 모듈 내부를 0.1-0.3인치 수두의 양압으로 유지할 수 있다.
모듈들은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 예컨대, 연결 포트에 의해 서로 링크식으로 연결될 수 있다. 특히, 상기 포트는 일반적으로 하나의 모듈에서 다음 모듈로 재료를 통과시키기에 충분히 큰 크기의 개구를 포함할 수 있으며, 이 개구의 직경은 임의의 직경으로 선택될 수 있지만 통상적으로 3피트 이하, 바람직하게는 6 내지 1피트일 수 있다. 연결 포트는 모듈들 사이에서 밀봉 가능한 가요성 연결 튜브/터널을 포함하는 것이 바람직하다. 양호하게는, 상기 터널은 가요성 물질로 구성될 수 있다.
양호하게는, 상기 연결 포트는 고정 포트(602)와 가요성 포트(604)를 포함한다. 각각의 포트는 인접하는 모듈의 포트 혹은 튜브와 클램핑 및 밀봉시키기 위한 클램핑 부재(혹은 다른 고정 장치)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 시스템은 슬리브를 정위치에 유지시키고 밀봉 상태의 연결을 만들기 위해 클램프 및 개스킷 기법을 응용할 수 있다.
컨테이너 혹은 부품들은 트랜스퍼 포트 연결을 통해 모듈 사이에서 이송될 수 있다. 모듈은 양호하게는 양의 압력 하에서 잔존하고, 연결시 평형하게 될 것이다. 따라서, 프로세스를 에워싸는 환경은 공동의 제조 공간 내의 주변 환경에 포함되는 동시에 그 환경으로부터 분리된 상태로 잔존한다. 모듈은 예컨대, 모듈의 어느 한 측면 상에 마련될 있는 글로브 포트(702)(도 7 참조), 혹은 다른 액세스 수단(예컨대, 도어, 윈도우, 양호하게는 밀봉 가능한 수단)을 경유하여 접근할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에는 등급 100 분류를 위한 특정의 실시예를 분류하기 위해 적용할 수 있는 모듈(800)에 있어서의 층류 영역을 위한 본 발명의 특정의 실시예가 도시되어 있다. 상기 층류 영역은 모듈 내부에 존재하며, 모듈 HEPA 여과된 공기(비록 공급 공기는 또한 개별적으로 공급 가능)에 의해 공급된다. 층류 영역은 또한 추가적으로 HEPA 여과될 수 있다. 층류 영역은 도면에 도시된 바와 같이 예컨대, 물리적 장벽(802, 804)에 의해 양호하게 유지된다. 격리된 층류 영역은 특정의 클리닝 및 작동 절차를 지닐 수 있고, 또 센서를 매개로 중앙 프로세스에 의해 모니터 될 수 있다. 층류 유동 영역으로의 접근은 글로브 포트(806)(혹은 특정의 층류 영역에 특이한 글로브 포트)를 통해 이루어질 수 있다. 이러한 특정의 글로브 포트는 층류 영역에서 사용하기 이전에 글로브를 살균하기 위해 살균 단계를 필요로 할 수 있다.
상기 모듈들은 용이하게 세척 가능한 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 모듈 골조의 재료로는 스테인리스강 혹은 알루미늄이 사용될 수 있고, 모듈의 벽 재료로는 유리 혹은 플라스틱(예컨대, 1/4" Lexan®)이 사용될 수 있다. 모듈들은 또한 프레임이 없는 플라스틱으로 구성될 수 있다(예컨대, 사출 성형). 각각의 모듈은 조인트용으로 예컨대, 실온 가황 처리(RTV) 실리콘을 그리고 도어와 포트용으로 내식성 개스킷을 사용하여 주변의 환경으로부터 양호하게 밀봉된다. 각각의 모듈에는 또한 밀봉된 전기 포트와 온-보드 HVAC 시스템(들)이 마련될 수 있다.
모듈들은 또한 예컨대, 모듈 내에서 처리된 최대 프로세스 체적을 유지하기 위한 크기를 지닌 바닥에 웅덩이(sump)가 있는 컨테이너로 구성될 수 있다. 웅덩이의 구조는 프로세스 컨테이너의 치명적인 파열이 그 내부에서 있을 경우 모듈 내에 프로세스 유체의 억제를 허용할 수 있도록 되어 있다. 프로세스 유체가 일단 수집되면, 이 유체는 웅덩이 내에서 처리될 수 있고 및/또는 그 다음 볼 밸브에 의해 개방될 수 있고 또 드레인이나 추가의 처리를 위한 추가적인 수집 컨테이너 중 하나로 안내될 수 있는 저점 드레인(예컨대)을 통해 제거될 수 있다. 이러한 웅덩이의 구조로 인해 치명적인 누출이 공동의 제조 공간으로 새는 것을 방지한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 각각의 모듈 내에서 발생하는 프로세스는 시스템의 자동화를 또한 허용해주는 컴퓨터 시스템과 이에 해당하는 소프트웨어(이하에서는 이들을 합쳐 "중앙 제어기"라 함)에 의해 컴퓨터 제어 및 모니터 된다. 따라서, 시스템 구조의 블록선도를 도시하는 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 모듈(902) 내에 배치된 장비는 하드와이어 또는 와이어리스 연결 중 어느 하나에 의해 상기 중앙 제어기(904)와 통신 가능한 상태로 있을 수 있는 데이터 수집 센서와 제어를 포함할 수 있다. 각각의 모듈은 추가적으로 모듈과 그 내부에서 발생하는 프로세스를 모니터, 수집 및 제어하기 위해 또한 사용할 수 있는 전자 제어 패널을 포함할 수 있다. 상기 중앙 제어기는 또한 중앙 제어기와 시스템 작동을 위한 응용 및/또는 작동 소프트웨어뿐만 아니라 데이터를 저장하기 위해 데이터 저장장치(906)를 포함할 수 있다. 소프트웨어는 워크스테이션(908) 상에 디스플레이 가능한 그래픽-유저-인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다. GUI는 모듈과 전 제어 공정 을 셋업, 모니터링 및 제어하기 위한 복수 개의 상이한 스크린을 디스플레이 할 수 있다.
따라서, 이러한 소프트웨어는 모듈의 절차를 제어하기 위해 사용될 수 있고 중앙 컴퓨터 및/또는 모듈 상의 전자 제어 패널에 의해 고객의 희망에 맞춰질 수 있다. 절차는 모듈 내에서 특정의 프로세스를 실행하기 위한 전략이다(즉, 배치 프로세스의 단일 실행에 의해 생성될 혹은 이미 생성된 물질). 프로세스는 물질 혹은 에너지의 변환, 운송, 혹은 저장을 위한 화학적, 물리적 혹은 생물학적 활동의 시퀀스일 수 있다.
다른 고려 사항
HVAC 시스템에 장착된 모든 모듈의 자격조건 시험(IQ/OQ/PQ)은 압력 모니터링, 연기 시험, 특정한 샘플링 및 시험을 포함할 수 있다. 특히, 모듈 공기 취급 시스템의 자격조건은 통상적인 제조 시스템에 있어서 정상적인 프로세스 슈트 분류법과 일치하는 방식으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 바이오리액터 발효 모듈은 미분류된 것으로 작동할 수 있는 반면에 정화 모듈은 등급 10,000으로 분류될 수 있다. 시드 및 벌크 약물의 충전 모듈 환경은 등급 100 환경으로서 분류될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 시스템의 품질 보증에 있어서, 각각의 모듈은 자격조건 라이프사이클을 지닐 수 있다. 특히, 도 10에 도시된 바와 같이, 모듈의 자격조건 라이프사이클은 예컨대, 디자인, 구성, 명령, 자격조건, 작동/사용, 유지, 변화 제어 및 퇴거를 포함한다. 이러한 자격조건 활동들을 아래의 자격조건들을 포함할 수 있다. 즉,
설치 자격조건(일반적으로 모듈과 프로세스 장비에 적용): 문서 업무 리스트, 하드웨어/소프트웨어 명세 확인, 물리적 평가와 확인, 및 교정 장비 확인.
HVAC 작동 자격조건: 압력 제어 확인, 공기 유속 확인, HEPA 필터 성능 확인, 및 공기 흐름 패턴 특징 및 확인.
바이오리액터 모듈 작동 자격조건: 모듈 작동(동력, 통신, 블로워, 광, 도어 기능, 포트 연결, 센서 확인 등), 바이오리액터 작동(온도 제어, 가스 유동 제어, 교란 제어, 안전장치 특징, 처분 가능한 설치, 충전, 믹싱, 및 물질의 샘플링과 이송), 및 보조 장비 작동(펌프, 튜브 용접기, 센서).
크로마토그래피 모듈 작동 자격조건: 모듈 작동(동력, 통신, 블로워, 광, 도어 기능, RTP 연결, 센서 등), 크로마토그래피 작동(칼럼 팩킹 및 HETP 자격조건, 유동 경로 확인, 흡착 압력 확인, 기포 트랩 기능, 안전장치 특징, 액체 이송 및 수집, 버퍼 급송 밸브 제어 및 기능, 및 보조 장비 작동(펌프, 센서)).
여과 모듈 작동 자격조건: 모듈 작동(동력, 통신, 블로워, 광, 도어 기능, 포트 연결, 센서 등), 여과 시스템 작동(유동 제어, 처분 가능한 설치, 충전, 믹싱, 및 물질의 샘플링과 이송), 및 보조 장비 작동(펌프, 튜브 센서).
복합 제품 제조 환경으로서 효과적으로 작용하도록, 본 발명의 실시예는 예정된 물질과 퍼스널 워크 플로를 포함할 수 있다. 이러한 플로의 일례가 도 11에 도시되어 있다. 특히, 물질은 창고 일부에 수납되어 적절하게 제어된 검역 영역 내에 저장된다. 그 다음, 물질들은 품질 관리 점검을 실행하기 위해 양호하게는 수납 영역에 인접하게 마련된 원재료 샘플링 룸에서 샘플링 될 수 있다. 품질 관 리(QC)가 릴리스 되자마자, 그 물질은 그 다음 제조용으로 이용 가능하게 되고, 창고 내에서 격리 및 제어된 저장 영역으로 이동된다. "FLEXMAX"로 표시된 도 11의 영역은 공동의 제조 공간과 일치하는 것에 주목해야 한다.
물질은 퍼스널을 이용하여 혹은 큰 물질을 위한 별도의 입구를 통해 공동의 제조 공간으로 운반될 수 있다. 공동의 제조 공간 안팎으로 운반된 물질은 환경을 유지하기 밀봉된 컨테이너에 담겨 운반되는 것이 바람직하다. 공동의 제조 공간으로의 발산 물질의 운반은 양호하게 최소화로 되고, 컨테이너와 장치들의 표면은 제조 영역으로 들어가기 이전에 장비 스테이징 영역 내에서 위생 처리제로 닦아내는 것이 바람직하다. 배치 셋업(batch setup) 활동 중에, 부품들은 양호하게 준비되어 모듈 속으로 로딩 된다. 노출된 외부 패키지는 적절한 모듈로 로딩되기 이전에 위생 처리제로 닦아낼 수 있다.
제품은 일련의 배치 작동에 의해 제조될 수 있고, 하나의 모듈에서 다음 모듈로 이송될 수 있다. 각각 배치 공정 작동의 말기에, 모듈은 연결 포트와 이송된 제품(폐쇄된 컨테이너 내에서 혹은 하나의 모듈에서 다음 모듈로 배관을 통한 펌핑 중 하나에 의해)에 의해 결합될 수 있다. 중간 프로세스 물질 혹은 최종 벌크 물질은 모듈로부터 제거하기 이전에 컨테이너 내에서 밀봉된다. 미분류된 모듈에서 등급 10,000 모듈로 이송될 때, 상이한 환경들을 격리시키도록 적절한 조처가 행해진다. 중간 생성물, 워크-인-프로세스(work-in-process), 혹은 생성물은 지정된 저장 영역 내에서 적절하게 특정화된 환경 조건에 저장될 수 있다.
액체 프로세스 폐기물은 필요에 따라 해당 분야에 종사자에게 공지된 적절한 방법을 사용함으로써 화학적으로 비활성화 될 수 있고, 그 다음 적용 가능한 코드 당 배출을 위한 pH 중화 시스템으로 펌핑될 수 있다. 고체 프로세스 폐기물은 포장되어 폐기물 처리에 적절한 방법을 사용하여 폐기될 수 있다.
퍼스널 플로와 관련하여, 양호하게는 모든 퍼스널 플로는 공동의 제조 공간 둘레에 회전한다. 이러한 공간으로의 접근은 허가된 사람에게만 제한되고, 공동의 제조 공간의 청결을 유지하기 위해 별도의 입구 및 출구 경로가 구비되어 있다.
공동의 제조 공간으로 들어가기 위한 기본적인 복장 착용 요건은 비발산 실험실 코트, 안전용 고글, 불룩한 헤어 커버, 부츠, 및 장갑 등의 물건을 포함할 수 있다. 모듈은 그 내부에 수용된 프로세스를 둘레에 환경 제어를 바람직하게 제공하기 때문에 오퍼레이터(모듈 외부에서)의 움직임이 과도하게 제한되어서는 안 된다(즉, 적절하게 숙련된 오퍼레이터는 모든(혹은 대부분) 유닛 조작 혹은 프로세스에 있어서, 모든 인-프로세스 모듈에서 작업 할 수 있음).
공동의 제조 공간을 위한 기준 데이터는 자격조건 활동의 일부로서 수집되고 모듈 데이터와 비교된다. 모듈 세척 절차의 평가는 면봉 및 접촉판 샘플링 양자에 의해 생명력 있는 미생물을 위한 표면 샘플링을 사용할 수 있다. 샘플 사이트는 모듈 표면, 장비 표면, 장갑 표면, 및 제조를 위해 모듈에 첨부된 물질/부품들 상의 적절한 위치로부터 선택된다. 동적 조건 하에서의 평가는 단일 모듈 내에서 일어나는 복합 활동뿐만 아니라 다른 활동 예컨대, 공동의 제조 공간 내에서 발생할 수 있는 평행성 모듈 프로세싱 혹은 모듈 세척 등의 활동을 고려할 수 있다. 퍼스널 조작 등의 관점에서, 세척 절차와 물질/부품 소독 절차는 모듈 내외로 유출 등 의 편의가 발생할 경우에 또한 평가된다.
제품 접촉 표면의 대부분은 일반적으로 처분 가능한, 일회용 장비 및 부품을 포함하기 때문에 다용도 장비에 통상적으로 요구되는 세척 및 살균을 위한 요건을 없애준다. 추가적으로, 일회용 접촉면을 사용함으로써 제품의 상호 오염(cross-contamination)의 가능성을 없애 준다. 전형적인 일회용 부품들은 바이오리액터 용기, 세이크 플라스크, 중공 섬유 캡슐, 필터, 배관, 연결부, 온도 탐침기, 벌크 저장 백, 및 크로마토그래피 캡슐을 포함한다. 이러한 일회용 부품들은 또한 자격조건을 종속될 수도 있다.
일회용이 아닌 제품은 또한 제조 공정에 사용 가능하다는 것에 주목해야 한다. 소정의 센서 및 크로마토그래피 시스템 부품의 부속품 내에서와 같이 일회용 제품 접촉 물질의 사용이 불가능할 때, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 방법과 시스템이 상호 오염을 최소화시키기 위해 사용될 수 있다. 소형 부속품 및 센서 표면에 대한 제어에 따르면, 특정의 모듈을 위한 장치를 전용하는 것과 적격의 수동 세척 절차를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
모듈은 바이오의약품 제조에서 통상 발견된 GMP 조작을 허용하도록 양호하게 설계되어 있고, 서로 독립적으로 구성된 다음 필요에 따라 프로세스-특성 시퀀스에서 연결 포트에 의해 연결될 수 있다. 몇몇 다양한 잠재적인 프로세스 단계와 이에 해당하는 모듈 구성의 예들이 아래의 표 1에 기재되어 있다.
프로세스 종류 프로세스 설명 통상적인 장비
바이오리액터 스케일 세포 배양 바이오리액터를 제조하기 위한 배양 초기화 일회용 바이오리액터, 인큐베이터, 튜브 용접기, 스케일, 프로세스 용기(백)
여과 접선방향 유동 여과, 전량 여과, 정용 여과 필터(캡슐, 중공 섬유), 펌프, 튜브 용접기, 스케일, 프로세스 용기(백)
크로마토그래피 버퍼 급송기, 센서, 및 제품 수집기를 이용한 전용 칼럼 프로세싱 크로마토그래피 칼럼, 크로마토그래피 미디어, 펌프, 스케일, 프로세스 용기(백)
크로마토그래피 여과 조합된 유닛 조작 저장 혹은 바이러스/엔도톡신 제거를 위한 포스트-크로마토그래피 여과 요건용의 통상적인 장비
벌크 약 충전 벌크 액체 약물을 병에 넣고, 폐쇄 및 밀봉 충전 헤드
약물 충전 살균한 약물의 방부제 충전(예컨대, 바이얼링, 스토퍼링) 충전 헤드, 바이얼링 장비
모듈 라이프사이클
작동/사용 단계 동안, 상기 모듈은 일반적으로 도 12에 도시된 바와 아래의 활동을 이행하게 된다. 아래에 제공된 표 2는 각종 작동 단계 동안 실행된 활동의 세부 내용을 포함한다.
모듈 작동 단계
모듈 작동 단계 모듈에서 일어나는 활동의 상세내용
파워-업 전기, 유틸리티 및 데이터 연결 설립 및 점검
클리닝 세척 절차 실행
평형 포스트 클리닝, 모듈 밀봉
차등 압력, 입자 집계, 온도 및 습도가 평형 조건에 도달
모듈 제거 예정된 배치로 모듈 릴리스
일회용품 및 공급품 로딩
점검자 주요한 작동 상태 및 준비를 재검토
모듈 할당 모듈의 유닛 작동을 위해 특정의 배치/롯트 수를 처리하도록 모듈을 전자적으로 배당(할당).
모듈 내에서 다른 배치 기록 처리 불허용.
트랜스퍼 인 프로세스 유체가 공급원 모듈에서 대상 모듈로 이송
프로세싱 기록된 배치 1개당 유닛 작동 실행
트랜스퍼 아웃 프로세스 유체가 대상 모듈에서 최종 목표의 모듈로 이송
모듈 릴리스 모듈을 릴리스 할당된 배치로부터 릴리스, "불결"로 식별되어 세척하도록 예정.
시동 확인
오프라인(즉, 동력 및 데이터 연결로부터 분리된)을 취하고 오염 제거, 수정 혹은 재구성 등의 오프라인 상황을 통해 처리 혹은 수정된 모듈은 재연결하자마자 시험할 수 있다. 이 시험에 의하면, 모듈에는 충분하게 전력이 공급되고, 작동 및 SCADA(감독 제어 및 데이터 취득) 시스템으로 통신되는 것으로 확인되었다. 상기 확인 방법은 물리적 재연결, 파워-업(전력이 공급된 모든 부품을 제공하고 작동 확인), 및 데이터 연결(SCADA 계기 값의 변화를 야기하도록 센서를 조작하여 예상된 반응을 확인)을 포함한다.
상기 시동 확인은 프로세스 기반(process-driven) 결과에 반응하여 제조 플로어로부터 제거된 모듈에만 적용되며, 비록 시동 확인이 자격조건의 컴포넌트일 수 있지만, 제어 절차의 변화를 통해 변경된 모듈에 대한 자격조건 혹은 재자격 조건을 위한 대용물은 아니다.
설계 및 절차상의 제어
모듈은 각각의 유닛 제조 공정 주위에 제어된 환경을 제공하도록 설계되는 것이 바람직하다. 하류 정화는 등급 10,000 환경에서 실행될 수 있는데 반하여, 발효 및 주요 회수는 미분류된 공간으로서 작동된 모듈 내에서 실행될 수 있다. 접종 및 벌크 약물 충전은 등급 100 환경에서 실행될 수 있다. 모듈 환경의 제어에 기여하는 주요한 속성의 대표적인 예로는 다음과 같다. 즉,
。수동 조작이 모듈 글로브 포트를 통해 실행되는 폐쇄형 모듈;
。 원 패스, HEPA 여과된 공기를 모듈에 제공하는 개개의 격리된 공기 취급 시스템;
。 제조, 조작 및 클리닝 동안 양압(positive pressure) 하에서 모듈의 조작;
。 온도, 습도, 기류 및 미립자의 제어 및 연속 모니터링;
。 허용한계를 초과할 경우 경보를 발하는 총 미립자 제조 동안 모듈의 자동화, 연속, 온라인 모니터링을 포함하는 루틴 환경 모니터링 프로그램;
。 제어된 환경에서 산업 표준에 따라 생명력 있는 미립자를 위해 분류된 모듈의 루틴 샘플링;
。 별도의 유입 및 배출 경로를 지닌 공동의 제조 공간으로의 한정된 액세스;
。 실험실 코트, 부츠, 불룩한 헤어 커버, 장갑 및 안전 고글을 포함한 공동의 제조 공간으로 들어가기 위한 개인의 복장 착용 요건;
。 밀봉된 컨테이너 내의 공동의 제조 공간 안팎으로 이송된 물질; 제조 영역으로 들어가기 전 살균제로 훔친 표면;
。 배관을 통한 펌핑에 의해 달성된 결합 모듈들 사이에서의 이송 혹은 RTP(rapid transfer port) 또는 이와 유사한 것을 매개로 한 밀봉 컨테이너의 이송;
。 밀봉 컨테이너 내의 최종 벌크 제품 혹은 중간 생성물의 제거;
。 모듈로부터 제거 이전에 액체 프로세스 폐기물 비활성화;
。 밀봉 백 내에서 제거된 고체 폐기물;
。 폐쇄된 시스템을 통한 제거 이전에 상당한 엎지른 흔적의 오염과 엎지른 흔적의 비활성을 위해 설계된 모듈;
。 종래의 설비에 사용된 것과 유사한 비정상 상황에 대한 절차;
。 전자 배치 기록 단계에서 확인 단계와 함께 실행된 확인된(validated) 클리닝 절차;
。 적절한 환경 모니터링을 포함한 절차 완료에 요구되는 클린 상태;
。 전자 문서 업무 시스템에 의해 트랙된 모듈의 클린 상태; 배치에 할당될 모듈을 위해 필요한 "클린" 상태;
。 정상적인 사용과, 엎질러짐, 정전 등의 비정상 상황의 정적 및 동적 조건 하에서 모듈 직접 및 공기 취급 시스템의 확인;
。 클리닝 확인 지지, 실체화 모률 클리닝 절차, 및 다용도 장비/공정 부품의 클리닝 절차;
표 3은 제품/공정 분리를 보장하기 위한 제어와 관련한 정보를 포함한다.
제어 설명

물질 집결

창고로부터 물질을 의뢰하여 예정된 생산 스케줄에 따라 제조 영역 내에 집결. 고객-특정 할당 혹은 일반적인 조작 용도를 위해 물질을 분류. 라벨링은 스티커, 바코드, 이들의 조합, 혹은 안전하고 정확한 식별을 위한 다른 수단의 사용하여 실시될 수 있음.

배치와 모듈에 물질 할당

물질은 스테이징 영역에서 특정의 배치에 할당될 수 있고, 모듈이 이용 가능하게 되자마자 특정한 배치를 위한 특정 모듈로 이송된다. 배치 기록은 각 모듈에서 각각의 조작을 위해 물질 목록을 포함할 수 있다. 모듈(라인) 세척 절차는 정확한 준비 확인으로서 실행된다.

모듈에 배치 할당

모듈 세척은 특정 모듈에 대한 예정된 배치의 할당을 허용한다. 전자 할당은 할당된 모듈에서 실행될 임의의 다른 배치 혹은 작동을 방지한다.

프로세싱

처리 중에, 루틴 및 편의 상황은 중앙 제어 모듈과 전자 배치 기록에서 적절하게 전자적으로 프로그램된 절차에 의해 예정될 수 있다. 상기 제어들은 대개 정상적인 프로세싱 상황을 제어하기 위해 그리고 비정상적인 상황이 다른 모듈과 충돌하게 되는 것을 방지하기 위해 미리 결정된다.

모듈로부터 배치 릴리스

모듈 내에서 유닛 조작의 말기에서, 제품은 그 다음 유닛 조작을 위해 이송된다. 이송을 완료하자마자, 모듈은 전자적으로 배치로부터 릴리스 되고 클리닝을 위해 예정된다. 클리닝과 검사 사이클은 모듈에 다음 배치의 할당을 허용하기 이전에 완료되도록 요구되는 것이 바람직하다.

WIP, 중간 생성물 및 제품 저장

저장을 위해 모듈로부터 제거된 임의의 물질은 밀봉되고 라벨이 붙은 컨테이너에 배치된다.

편의 상황 매트릭스

부적절한 제품 풀질에 영향을 줄 수 있는 편의가 발생한 경우, 편의 상황/반응 계획(표 4)은 발생 및 그 영향의 적절하고 알맞은 판단을 보장한다.
편의 상황 정보
상황 반응 범위 요구조건
공기 공급부 헤더 고장 배출 블로워 끔,
모듈 비활동 및 순환
정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
공기 배출부 헤더 고장 공기 공급으로 포지티브 차이 유지, 모듈 비활동 정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
공기 공급부 국부적인 고장 헤더 공기 공급으로 포지티브 차이 유지, 모듈 비활동 정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
공기 배출부 국부적인 고장 헤더 공기 공급으로 포지티브 차이 유지, 모듈 비활동 정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
전력 소실 모듈 비활동, 전력 복원까지 순환 정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
모듈 표면 파열-경미 경미-파열의 상태 모니터, 수선 혹은 패치, 활동 지속 케이스에 따라 프로세스 영향 평가,
정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 모니터
모듈 표면 파열-심각 심각-비활동, 수선 프로세스 유체를 모듈 밖으로 이송, 오프라인 취하고 수선,
케이스에 따라 프로세스 상태 결정
모듈 글로브 파열-경미 경미-파열 상태 모니터, 수선 혹은 패치, 활동 지속 케이스에 따라 프로세스 영향 평가,
정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 모니터
모듈 글로브 파열-심각 심각-비활동, 수선 프로세스 유체를 모듈 밖으로 이송,
오프라인 취하고 수선,
케이스에 따라 프로세스 상태 결정
경미한 프로세스 유체 엎질러짐 경미-파열 상태 모니터, 수선 혹은 패치, 활동 지속 케이스에 따라 프로세스 영향 평가,
글로브 포트를 사용하여 엎질러진 영역 청소,
중간배치 클리닝에서 활발하게 청소
경미한 화학물질 엎질러짐 경미-파열의 상태 모니터, 수선 혹은 패치, 활동 지속 케이스에 따라 프로세스 영향 평가,
글로브 포트를 사용하여 엎질러진 영역 청소,
중간배치 클리닝에서 활발하게 청소
심각한 프로세스 유체 엎질러짐 심각-비활동, 수선 프로세스 유체를 모듈 밖으로 이송,
오프라인 취하고 수선,
오염 제거
심각한 화학물질 엎질러짐 모듈이 비활동, 수선 필요 프로세스 유체를 모듈 밖으로 이송,
오프라인 취하고 수선,
오염 제거
모듈 도어 개방 양압차 유지, 모듈 활동 프로세싱 지속,
추가의 프로세스 샘플 기록 상황 평가 후 수집 및 분석
네거티브 압력차 밀봉된 프로세스 컨테이너 확인, 모듈 비활동, 배출 블로워 끈 후 순환 케이스에 따라 프로세스 영향 평가,
정상적인 입자 집계, 온도 및 DP에 도달하는데 필요한 회수 시간의 자격부여및 모니터
본 발명의 몇몇 실시예는 또한 원료, 장비, 제조 부품, 워크-인 프로세스 중간 생성물 및 최종 제품의 도크-대-도크(duck-to-duck) 트랙킹을 가능케 하기 위해 특정한 실시에 알맞은 하드웨어와 자격부여된 응용을 갖는 제어 및 자격부여된 데이터베이스 시스템을 사용하는 전자 GMP 데이터 관리를 포함하여, 온라인 품질 보장 및 cGMP 전 검사(compliance verification)를 포함한다. 이것은 저장소에서 전자 데이터를 포획하여 연속하고, "실시간" 재검토 및 결정을 허용하며, 그 결과 품질 확보 및 절차 컴플라이언스를 초래하는 페이퍼리스 시스템을 제공할 수 있도록 해준다. 추가적으로, 상기 시스템은 또한 전자 리포트의 페이퍼 버전을 만들 수 있는 능력을 포함할 수 있다.
따라서, 온라인 시스템 부품의 몇몇은 전자 물질 제어, 전자 문서 제어, 전자 배치 기록, 자동화된 프로세스 제어, 모듈 내측의 프로세싱과 환경의 실시간 자동 모니터링, 배치와 환경 데이터의 실시간 자동화된 수집을 포함할 수 있다.
온라인 QA 성능은 21 CFR Part 11 요건을 충족시키기 위해 만들어질 수 있고, 소프트웨어 개발 및 확인을 위한 진화하는 가능성으로 간주된다. 실시간 품질 보증은 데이터를 획득할 때, 배치 성질의 효율적인 사정/평가를 용이하게 해준다. 실시간을 기초로 하여 제품의 품질에 부적절한 영향을 줄 수 있는 프로세스 편의는 적절한 방법으로 식별 및 평가될 수 있다.
제조 공정으로부터 나온 데이터는 연속적으로 수집되어 프로세스 장치를 제어하고 배치 시퀀스 허용을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 연속적으로 수집하기에 바람직한 데이터의 타입이 표 5에 상세하게 기재되어 있다.
연속적으로 수집된 프로세스 제어 데이터
재료 이송 통상적인 데이터점
롯트 세목 롯트 상태, 품질, FIFO 상태
위치 창고, 선반, 래크 수
롯트 완료 조절
분석 계기 및 시험 통상적인 데이터 포인트
인-프로세스 데이터 pH, 전도성, 바이버든, 엔도톡신, 표면 샘플링, TOC, A280, FTIR, UV
배치 릴리스 데이터 생물활성, 효능성, 불순물 프로파일, 농도, 물리화확적 특성
배치 실행/프로세싱 통상적인 데이터점
배치 초기화 및 실행 롯트 수 할당, 시퀀스 제어 및 상태, 코멘트, 편차, 파라미터 입력, 서명
물질 목록 상태 확인, 사용 및 분리
배치 완료 컴플라이언스 할당/상태
중앙 제어 모듈
전자 프로세스 제어, 배치 기록, 표준 조작 절차(Standard Operation Procedures; SOPs), 및 데이터 포획은 중앙 제어 유닛으로 합체될 수 있다. 제어 유닛은 실시간 모니터링의 합체와 제조 공정의 다양한 파라미터의 다양한 파라미터의 제어를 허용해준다. 이러한 모니터링은 휴먼 에러(human error) 발생 확률을 최소화시킬 뿐만 아니라 제어된 영역에 대한 오퍼레이터의 상호 간섭을 최소화시킬 수 있도록 해준다. 이러한 프로세스 분석 컴포넌트의 예가 표 6에 기재되어 있다.
프로세스 분석법
프로세스/작동 모니터된 통상적인 데이터

모듈

모듈 온도, 상대 습도 및 압력차, 입자 집계, 상태, 활성 배치

바이오리엑터

리액터 설정점, 온도, 교란, 가스 유량, pH, 용해된 산소, 중량/체적/레벨, 압력, 소모성, 서브시스템 및 시스템 상태, 도량형학, 관리 및 확인 상태

여과 시스템

압력, 중량/체적/레벨, 유량, pH, 전도성, 소모성, 서브시스템 및 시스템 상태, 도량형학, 관리 및 확인 상태

클로마토그래피 시스템

압력, 중량/체적/레벨, 유량, pH, 전도성, UV 파장, 소모성, 서브시스템 및 시스템 상태, 도량형학, 관리 및 확인 상태

충전 시스템

압력, 체적/중량/레벨, 유량, pH, 전도성, 소모성, 서브시스템 및 시스템 상태, 도량형학, 관리 및 확인 상태
이상에서는 양호한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이러한 시스템과 방법을 창안하고 작동하는 데 있어서 수많은 변형이 본 발명의 진정한 정신에서 벗어나지 않는 한 가능하다는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (44)

  1. 환경 제어식 클린룸들을 분리하기 위한, 바이오물질 및 의약품을 제조하는 모듈식 클린룸 타입의 주문 제작형(customizable) 제조 시스템에 있어서,
    제1 모듈 내부를 가지는 바이오의약품 처리용의 제1 모듈로서, 상기 제1 모듈 내부의 제1 환경은 상기 제1 모듈 외부의 주변 환경으로부터 분리되어 있는 것인 제1 모듈;
    상기 제1 모듈 내부의 제1 환경을 제어하는 제1 온-보드(onboard) 환경 제어 시스템으로서, 이 제1 온-보드 환경 제어 시스템은 상기 주변 환경에 대해 양의 압력으로 상기 제1 환경을 유지하며, 상기 제1 온-보드 환경 제어 시스템은 상기 제1 환경으로 제1 모듈 공급 공기를 제공하는 제1 공기 취급 시스템과, 상기 제1 환경으로부터의 배출 공기를 취급하는 제2 공기 취급 시스템을 포함하는 것인, 제1 온-보드 환경 제어 시스템;
    상기 제1 모듈 내부에 배치되어, 바이오물질 제조 공정, 의약품 제조 공정, 및 이들의 조합으로부터 선택된 제1 특정 작업을 수행하는 제1 컴포넌트로서, 상기 제1 특정 작업은 상기 제1 모듈 내부의 제1 환경을 제어하는 작업과 상이한 것인 제1 컴포넌트;
    제2 모듈 내부를 가지는 제2 모듈로서, 상기 제2 모듈 내부의 제2 환경은 상기 제2 모듈 외부의 주변 환경으로부터 분리되어 있는 것인 제2 모듈;
    상기 제2 모듈 내부의 제2 환경을 제어하는 제2 온-보드 환경 제어 시스템으로서, 이 제2 온-보드 환경 제어 시스템은 상기 주변 환경에 대해 양의 압력으로 상기 제2 환경을 유지하며, 상기 제2 온-보드 환경 제어 시스템은 상기 제2 환경으로 제2 모듈 공급 공기를 제공하는 제3 공기 취급 시스템과, 상기 제2 환경으로부터의 배출 공기를 취급하는 제4 공기 취급 시스템을 포함하는 것인, 제2 온-보드 환경 제어 시스템;
    상기 제2 모듈 내부에 배치되어, 바이오물질 제조 공정, 의약품 제조 공정, 및 이들의 조합으로부터 선택된 제2 특정 작업을 수행하는 제2 컴포넌트로서, 상기 제2 특정 작업은 상기 제2 모듈 내부의 제2 환경을 제어하는 작업과 상이하고, 상기 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트 중 하나 이상은 일회용의 제품 접촉면을 포함하는 것인 제2 컴포넌트;
    중앙 제어기로서, 이 중앙 제어기는 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상의 모듈에서의 처리를 실시간으로 모니터링 및 제어하고, 상기 시스템의 작동에 관한 정보 수집을 수행하도록 작동할 수 있으며, 상기 모듈들의 온도, 습도, 압력차 및 입자 집계를 모니터링하는 것인 중앙 제어기
    를 포함하고, 이로써 상기 주문 제작형 제조 시스템은 환경 제어식 클린룸들을 분리할 수 있는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈 내부로 접근하기 위한 제1 액세스와, 상기 제2 모듈 내부로 접근하기 위한 제2 액세스를 더 포함하는 주문 제작형 제조 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 액세스 및 제2 액세스 중 하나 이상은 하나 이상의 글로브 포트를 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈 내부와 상기 제2 모듈 내부는 각각의 연결 포트를 통해 상호 연결되는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주문 제작형 제조 시스템은 현행 의약품 제조 품질 관리 기준(Good Manufacturing Practice standards)에서 요구하는 품질 수준을 유지할 수 있는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 온-보드 환경 제어 시스템은 히터, 냉동 유닛, 가습기, 제습기, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 온-보드 환경 제어 시스템은 하나 이상의 팬 유닛을 포함하고, 상기 제1 공기 취급 시스템은 공기 입구를 포함하며, 상기 제2 공기 취급 시스템은 공기 배출부를 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기 취급 시스템 각각은 여과 시스템을 더 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공기 입구 및 공기 배출부 각각은 각각의 여과 시스템을 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  10. 제4항에 있어서, 상기 제2 모듈은 상기 제1 모듈의 하류에 위치하고, 상기 제2 모듈 내부의 압력은 상기 제1 모듈 내부의 압력보다 높은 압력에 있음으로써 청결한 환경으로부터 불결한 환경으로의 공기 유동을 제공하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈은 상기 제1 모듈의 측면 상에 위치하는 제1 연결 포트를 포함하고, 상기 제2 모듈은 상기 제2 모듈의 측면 상에 위치하는 제2 연결 포트를 포함하며, 상기 주문 제작형 제조 시스템은 연결 튜브를 포함하고, 이 연결 튜브는 상기 제1 연결 포트에 부착되는 제1 단부와, 상기 제2 연결 포트에 부착되는 제2 단부를 가지며, 상기 연결 튜브는 상기 제1 모듈 내부를 상기 제2 모듈 내부에 연결시키도록 배치되는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 주문 제작형 제조 시스템은 전용 공기 취급 시스템을 가지는 제조 공간을 더 포함하고, 상기 전용 공기 취급 시스템은 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상에 공기를 공급하기 위한 제1 덕트와, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상으로부터의 배출 공기를 수집하기 위한 제2 덕트를 포함하고, 상기 제1 모듈은 상기 제1 공기 취급 시스템의 제1 공기 입구와 상기 제2 공기 취급 시스템의 제1 공기 배출부를 포함하고, 상기 제2 모듈은 상기 제3 공기 취급 시스템의 제2 공기 입구와 상기 제4 공기 취급 시스템의 제2 공기 배출부를 포함하며, 상기 제1 덕트는 상기 제1 공기 입구 및 제2 공기 입구 중 하나 이상에 상기 제1 덕트를 연결하기 위한 스노클(snorkel) 연결부를 포함하고, 상기 제2 덕트는 상기 제1 공기 배출부 및 제2 공기 배출부 중 하나 이상에 상기 제2 덕트를 연결하기 위한 스노클 연결부를 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 덕트 및 제2 덕트는, 공급 공기 및 배출 공기가 하류에 있는 모듈로부터 상류에 있는 모듈로 유동하도록 구성되는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상호 연결된 모듈 쌍을 더 포함하며, 하류에 있는 모듈은 상류에 있는 모듈보다 더 높은 압력에 있는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 하나 이상의 모듈에 있어서 조건, 파라미터, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 모니터링 하기 위한 하나 이상의 센서를 더 포함하는 주문 제작형 제조 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 센서는, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상의 모듈 내로의 공기 유량, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상의 모듈로부터 유출하는 공기 유량, 온도, 압력, 습도, 하나 이상의 컴포넌트의 연결, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 모니터하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 층류 영역을 더 포함하는 주문 제작형 제조 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 층류 영역은 하방향으로의 공기 흐름을 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트는 시드 배양 팽창 모듈, 바이오리액터 모듈, 여과 모듈, 일차 회복 모듈, 크로마토그래피(chromatography) 모듈, 벌크 약물 충전 모듈, 약품 충전 모듈, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 각각 독립적으로 선택되는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상은 웅덩이(sump)를 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상은 상기 모듈 내의 미립자용 센서를 포함하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모듈 중 하나 이상은 휴대용인 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  24. 삭제
  25. 삭제
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  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어기는 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상의 작동에 대한 자동화, 실시간 제어, 모니터링, 셋업, 및 상기 제1 모듈 및 제2 모듈 중 하나 이상에 대한 전자 배치 기록의 관리 중 하나 이상을 수행하도록 작동할 수 있는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  39. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어기는 상기 모듈들 내의 센서로부터의 모듈의 입자 집계, 압력차, 습도, 및 온도를 모니터하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  40. 제1항에 있어서, 상기 주문 제작형 제조 시스템은 상기 제1 모듈 내부에 위치하는 바이오리액터를 더 포함하고, 상기 중앙 제어기는 상기 바이오리액터를 모니터하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 상기 중앙 제어기는 상기 바이오리액터의 온도, 교란, 가스 유량, pH, 및 용해된 산소를 모니터하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  42. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈 내부에 위치하는 여과 시스템을 더 포함하는 주문 제작형 제조 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 중앙 제어기는 상기 여과 시스템의 전도성, 압력, 및 유량을 모니터하는 것인 주문 제작형 제조 시스템.
  44. 제1항에 있어서, 상기 제2 모듈 내부에 위치하는 크로마토그래피 시스템을 더 포함하는 주문 제작형 제조 시스템.
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