HVAC 시스템은 GMP 제조소의 청정도 유지, 입자 및 미생물 오염 방지에 핵심적인 역할을 합니다. 본 글에서는 HVAC Validation의 적격성 평가 항목, 시험 기준, 유지관리 전략을 실무 중심으로 접근해 보겠습니다.
HVAC 시스템의 GMP 중요성과 Validation 요구 배경
HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) 시스템은 GMP 제조시설의 공기 품질을 유지하고 청정 구역의 입자 및 미생물 오염을 차단하는 핵심 설비로서, 무균 제조 환경에서는 제품의 무결성과 환자 안전을 보장하는 데 절대적으로 중요한 요소입니다. GMP에서는 HVAC 시스템을 단순한 설비가 아닌 품질시스템(QMS)의 일환으로 관리해야 하며, 이를 위한 Validation 수행이 필수적으로 요구됩니다. 특히 EU GMP Annex 1 및 PIC/S에서는 무균 제조소의 A, B, C, D 등급별 청정도 유지 기준, Airflow 패턴, 차압 유지, 필터 효율성 등을 구체적으로 제시하고 있으며, HVAC 시스템이 이를 충족하는지를 검증하는 Validation 절차를 요구합니다. HVAC Validation은 IQ(Installation Qualification), OQ(Operational Qualification), PQ(Performance Qualification)의 세 단계로 구성되며, 초기 설치 시뿐만 아니라 주요 변경, 오염 사고 후, 정기적인 재검증 주기(일반적으로 1~2년 주기)에도 반복 수행되어야 합니다. 또한 FDA 등 규제기관은 HVAC 시스템 이상으로 인해 제품 오염이 발생한 경우 GMP 중대한 위반으로 간주하여 실사에서 집중 점검 항목으로 다루고 있으며, 실제 Form 483에서 HEPA 필터 설치 미비, 차압 관리 실패, Airflow 패턴 부적절 등의 지적이 반복되고 있습니다. HVAC 시스템은 공기 유입부터 배기까지 모든 흐름이 정해진 방향으로 유지되어야 하며, 특히 청정도가 높은 Class A/B 구역에서는 난류 없이 Laminar Flow(층류) 유지, 양압 상태 확보, HEPA 필터 적절 설치 여부가 핵심 검토 항목으로 작용합니다. 이처럼 HVAC Validation은 단순 설비 검증을 넘어, 무균 제조소의 품질보증체계를 입증하는 핵심 전략으로 간주되며, GMP 제조소는 설계 초기부터 Validation 항목을 반영하고, 운영 중 지속적인 모니터링과 재검증 체계를 유지해야 합니다.
HVAC Validation의 단계별 수행 절차 및 핵심 시험 항목
HVAC Validation은 일반적으로 설비 설치 후 단계별 적격성 평가인 IQ(Installation Qualification), OQ(Operational Qualification), PQ(Performance Qualification)로 구성되며, 각 단계는 공조 시스템의 설계 적합성, 기능 수행 여부, 실제 운영 성능을 과학적 데이터로 입증하는 절차입니다. IQ 단계에서는 도면, 설치 매뉴얼, 배관/덕트 설계, 필터 사양, 제어시스템 구성 등이 설계기준대로 설치되었는지 확인하며, 제어 시스템의 소프트웨어 및 센서 장착, 경보 장치 작동 여부도 함께 점검합니다. OQ 단계에서는 공조 시스템이 설계 조건 하에서 안정적으로 작동하는지를 검증하며, 주요 시험 항목에는 차압 확인, 온·습도 균일성 측정, 공기 유속, 필터 무결성 시험(HEPA Filter Integrity Test), 환기 횟수(Air Changes per Hour), 소음도 측정 등이 포함되며, 모든 항목은 GMP 기준에 맞춘 허용 범위 내에서 작동해야 합니다. 특히 HEPA 필터 무결성 시험은 DOP 또는 PAO 입자 생성기를 활용하여 필터가 미세입자를 정상적으로 차단하고 있는지를 확인하는 시험으로, 무균 환경에서는 반드시 통과해야 하는 핵심 항목입니다. PQ 단계에서는 실제 생산조건 하에서 HVAC 시스템이 지속적으로 요구 성능을 유지할 수 있는지를 검증하며, 입자 농도 측정(Non-Viable Particle Count), 부유균/낙하균 측정(Viable Monitoring), Airflow Visualization Study(Fog Test), 회복 시간 평가(Recovery Time), 동시 작업 조건에서의 환경변화 분석 등이 포함됩니다. 특히 Fog Test는 청정구역 내 공기 흐름이 계획대로 흐르고 있는지를 시각적으로 확인하는 중요한 시험이며, 이를 통해 난류, 역류, 교차 흐름 등의 이상이 없는지를 실시간 확인할 수 있습니다. 모든 시험 결과는 시험 계획서(Protocol)와 일치해야 하며, Deviation 발생 시 즉시 기록되어 원인 분석 및 CAPA 조치가 이어져야 하며, Validation 결과는 QA 승인 후 품질문서로 관리되며 규제기관 실사 시 제출 의무가 있습니다. 이처럼 단계별 Validation을 통해 제조소는 HVAC 시스템의 적격성과 안정성을 입증하고, 품질 리스크 없이 무균 제조를 지속할 수 있는 기반을 확보하게 됩니다.
HVAC 재검증 주기 설정과 유지관리 전략
HVAC 시스템은 지속적인 운영 중에도 성능 저하 또는 환경 변화에 따라 무균 상태 유지에 영향을 줄 수 있으므로, 정기적인 재검증(Re-Qualification)과 체계적인 유지관리 전략이 병행되어야 하며, 이를 통해 설비의 신뢰성과 무균 환경의 품질을 장기적으로 보증할 수 있습니다. 재검증 주기는 제조소의 리스크 평가를 바탕으로 설정되며, 일반적으로 Class A/B 등 고청정 등급 구역은 연 1회, Class C/D 구역은 2~3년 주기로 PQ 재수행이 권장됩니다. 재검증이 필요한 상황에는 정기 주기 외에도 설비 구성 변경, 생산 제품 변경, HEPA 필터 교체, 오염 사고 발생, 차압 이상 경보 발생 등이 포함되며, 이 경우에는 변경관리(Change Control) 절차와 연계하여 Validation이 재수행되어야 합니다. HVAC 유지관리 항목으로는 필터 교체 주기 관리, 덕트 청소, 센서 교정, 밸브/댐퍼 작동 점검, 소프트웨어 백업 및 오류 점검 등이 있으며, 이들 항목은 PM(Preventive Maintenance) 프로그램에 따라 주기적으로 수행되고 모든 작업은 정비 기록서와 QA 승인 기록으로 문서화되어야 합니다. 유지관리 활동 중 이상 발생 시에는 Deviation 보고가 즉시 작성되고, 관련 기록은 CAPA 조치와 연계되어 품질 시스템 내에서 관리되어야 하며, 예를 들어 차압 유지 실패가 반복되는 경우, Airlock 도어 패킹 손상, 댐퍼 작동 오류, 필터 막힘 등의 원인이 분석되어야 하며, 이를 기반으로 재검증 및 SOP 개정이 진행되어야 합니다. 또한 HVAC 시스템의 실시간 모니터링 시스템을 구축하여, 온습도, 차압, 유속 등의 주요 파라미터를 전산화하고 알람 시스템을 통해 이상 발생 시 즉각 대응할 수 있는 구조를 확보하는 것도 중요하며, 이러한 시스템 기반 관리 체계는 실사 시 설비 안정성과 품질보증 수준을 높게 평가받는 요소로 작용합니다. 마지막으로 제조소는 HVAC 시스템과 관련된 모든 Validation 및 유지보수 이력을 통합 데이터베이스로 관리하여, 과거 성능 변화 분석, 실사 대응 자료 확보, 품질 리뷰 회의 활용이 가능하도록 해야 하며, 이를 통해 설비 기반의 품질경영 체계를 완성할 수 있습니다.