Airflow Visualization Study, 흔히 Fog Test는 무균 제조환경 내 공기 흐름의 일관성과 오염 방지 기능을 시각적으로 검증하는 핵심 절차입니다. 본 글에서는 Fog Test의 개념, 수행 방법, 규제 요건 및 실무 전략을 알아보겠습니다.
Fog Test의 개념과 GMP에서의 필수 수행 배경
Airflow Visualization Study, 일반적으로 'Fog Test'라고 불리는 이 절차는 GMP 제조시설 내에서 무균 구역(Class A/B 등)의 공기 흐름이 규정된 방향성과 속도를 유지하며 오염원을 효과적으로 제거하는지를 시각적으로 확인하는 시험입니다. Fog Test는 설비 밸리데이션의 핵심 요소 중 하나로, 특히 EU GMP Annex 1 및 WHO, PIC/S 가이드라인에서 무균 제조 환경의 적격성 확보를 위한 필수 활동으로 명시되어 있습니다. Fog Test는 청정공기(HEPA 필터로 여과된 공기)가 작업 표면을 어떻게 덮는지(Laminarity), 오염원이 어떻게 유입되지 않는지, 공기의 흐름이 작업자 또는 설비에 의해 어떻게 방해받는지를 실제로 관찰할 수 있도록 하기 때문에, 공정 설계와 설비 배치의 타당성을 검증하는 데 매우 중요한 도구로 활용됩니다. 특히 무균 조제, 충전, 원료 이송, 포장 전 공정 등 오염 민감도가 높은 작업 단계에서는 Fog Test를 통해 공기 흐름이 위쪽에서 아래쪽으로 일정하게 흐르며 교차오염을 방지하고 있는지를 실시간으로 확인해야 합니다. Annex 1에서는 Fog Test를 무균 설비 가동 전(OQ/PQ 단계) 필수 수행 항목으로 규정하고 있으며, 새로운 설비 설치, 공조 시스템 변경, HEPA 필터 교체, 무균 레이아웃 변경 등의 상황에서도 반드시 재수행이 요구됩니다. 더불어 Fog Test는 단순 수행에 그치는 것이 아니라, 수행 시의 영상자료, 환경조건, 실험 배치도, 카메라 앵글, 테스트 재료, 작업자 시뮬레이션 유무 등을 모두 문서화해야 하며, 이는 실사 시 핵심 근거자료로 활용됩니다. 제조소는 이러한 Fog Test의 수행 목적과 필요성을 단순한 밸리데이션 절차로만 간주해서는 안 되며, 공기 흐름을 통한 오염 제어 능력을 검증하고, 이를 통해 GMP 무균 환경의 설계 적절성과 운영 신뢰성을 입증하는 필수 요건으로 인식하고 관리해야 합니다.
Fog Test 수행 절차와 기준 설정 및 기록화 전략
Fog Test는 사전계획, 수행, 기록화의 세 단계로 체계적으로 구성되며, 모든 단계는 문서화된 절차(SOP 또는 Validation Protocol)에 따라 시행되어야 합니다. 먼저 수행 전에는 Fog Test 계획서(Study Protocol)를 작성해야 하며, 여기에는 테스트 목적, 구역별 등급, HEPA 필터 위치, 공조 설계도면, 테스트 지점, Fog 발생 장비 사양, 촬영 장비, 수행 인력, 카메라 위치, 주변 환경 조건 등이 명확히 포함되어야 합니다. 테스트는 보통 0.3μm 이상의 입자를 시각화할 수 있는 중성미립자 Fog(주로 DI Water 기반 증기 또는 글리콜 혼합 Fog)를 사용하여 수행되며, Fog 발생기는 Class B 이상의 청정도 구역에서 적합하게 검증된 장비여야 하며, 설치 위치는 공기 흐름의 시작점과 장애물 예상 구간에 맞춰 선정됩니다. 수행 시에는 실 작업 조건과 동일한 방식으로 수행해야 하며, 자재 배치, 장비 설치, 작업자 이동 경로, 일반 작업 시 발생할 수 있는 공기 흐름 방해 요소 등을 포함한 실제 환경을 시뮬레이션합니다. 이 과정에서 공기 흐름의 균일성(Laminar Flow), 하향 흐름(Vertical Downflow), 오염 제어 범위, 재순환 경로 등이 영상에 명확히 시각화되어야 하며, 흐름이 장애물에 의해 왜곡되거나 재유입되는 현상, 와류(Reverse Flow) 발생 여부, 정체 구역(Dead Zone) 유무 등을 기준으로 분석합니다. 테스트는 일반적으로 각 설비 및 공정별로 최소 3개의 시점, 3회 반복 촬영이 권장되며, 이는 공정 변동성과 환경 조건 차이를 반영하기 위함입니다. 수행 후에는 Fog Test 결과 보고서를 작성하여 흐름 유형, 확인 결과, 이상 유무, 테스트 당시 환경 조건(온도, 습도, 차압, 필터 작동 상태 등), 개선 필요 사항 등을 정리해야 하며, 촬영된 영상은 특정 포맷으로 보관되어야 하며, 기록 보존기간은 해당 설비 사용기간 또는 최소 5년 이상으로 설정해야 합니다. 영상 자료는 자재 흐름, 작업자 행동 등과 함께 분석되어야 하며, 문제 구역 발생 시에는 즉각적인 개선조치(CAPA)를 수립하고, 재테스트가 요구됩니다. 이러한 전 과정은 품질보증(QA)의 승인 하에 이루어져야 하며, 실사 시 요청 시점에 따라 영상, 보고서, 장비 검증자료를 즉시 제출할 수 있어야 하므로 문서화 및 시스템 이력 관리는 CSV 또는 eQMS 시스템과 연동되어 관리되는 것이 바람직합니다.
공기 흐름 리스크 관리와 Fog Test 기반 개선 전략
Fog Test는 단순한 시각화 절차를 넘어서 GMP 무균 환경 내 공기 흐름의 구조적 리스크를 사전에 식별하고, 이를 설계·운영 단계에서 개선할 수 있는 전략적 도구로 활용되어야 합니다. 실제 현장에서는 Fog Test 수행 결과를 통해 예상하지 못했던 공기 흐름 교란 현상, 정체 구역, 재유입 경로, 작업자 동작에 따른 와류 형성 등을 식별할 수 있으며, 이러한 결과는 HEPA 필터 배치 재조정, 설비 레이아웃 변경, 작업자 동선 재설계, 자재 위치 조정 등의 근거로 사용됩니다. 예를 들어, 충전라인 바로 위에 설치된 카메라나 조명이 하향 흐름을 방해하는 구조일 경우, Fog Test를 통해 하향 흐름의 왜곡이 명확히 시각화되며, 이로 인해 미세한 오염원이 충전구에 유입될 가능성이 있는 것을 확인할 수 있습니다. 또는 작업자가 손을 뻗을 때 공기 흐름이 분산되어 무균구역 밖의 공기가 역류하는 것이 확인된다면, 해당 구역의 동작 SOP를 개정하거나 보호 장치를 추가할 수 있는 근거가 됩니다. 또한 자재 흐름 구간에서의 Fog Test를 통해 Pass Box 개폐 시 외부 공기의 급속한 유입이나 와류가 발생하는 것이 확인되면, 대기실 압력 조정, 개폐 방식 변경, 자재 위치 재배치 등의 개선이 가능합니다. 이처럼 Fog Test는 단지 밸리데이션 항목 중 하나가 아니라, GMP 제조소 내 무균성을 유지하기 위한 설계 적합성 평가 및 개선을 위한 도구이며, 주기적으로(예: HEPA 필터 교체 후, 공조 루트 변경 시, 작업 조건 변경 시) 반복 수행되어야 하는 품질보증 활동입니다. Fog Test의 주기, 대상, 수행 조건은 밸리데이션 마스터플랜(VMP) 내 정의되어야 하며, 수행 결과는 품질 지표(Quality Metrics)로도 관리되어야 합니다. 또한 Annex 1의 최신 개정안에서는 Fog Test의 수행 및 영상 자료 보관에 대한 요건을 강화하고 있으므로, 제조소는 테스트 결과를 단순 영상 보관에 그치지 않고, 정량적 분석, 위험도 평가, 개선 조치 이력 등과 연계하여 품질 시스템 내에서 통합적으로 운영해야 하며, 이를 통해 규제기관 실사 시 공기 흐름 통제 능력을 입증하고 무균 공정의 신뢰도를 제고할 수 있습니다.