** AI 기반(잘못된정보제공가능) 질의 응답으로 본 (큐비디) 메거진 기사글은 참고용입니다. 해당 분야의 전문가 또는 규제당국의 의견과는 다를 수 있습니다. **
주사제 용기-내용물 상호작용 평가: Extractables 및 Leachables 연구 가이드
1. USP <1663>에 따른 Extractables Study 수행 절차
개요: Extractables는 용기-폐쇄 시스템에서 강한 조건(고온, 극성/비극성 용매 등)에 노출될 때 용출되는 화학물질들을 말하며, Leachables는 실제 사용 조건에서 제제에 이행되어 들어가는 물질들을 뜻한다. Extractables 평가는 주사제와 접촉하는 1차 포장 구성요소(예: 유리 바이알, 고무 마개 등)로부터 **“최악의 조건”**에서 추출될 수 있는 모든 물질을 찾아내는 것이 목적이다. 이를 통해 잠재적 Leachable 후보를 파악하고, 이후의 Leachables 평가에 대비한다.
절차 요약: USP <1663>에서는 Extractables 평가를 위해 다음과 같은 4단계 과정을 권장한다:
Scouting (정찰 단계): 포장 재질의 물리화학적 성질을 파악하기 위해 자외선/가시부 흡광(UV-Vis), FT-IR, 총유기탄소(TOC), 추출 용액의 pH 등의 대략적 분석을 수행한다. 이를 통해 포장재가 함유한 전반적인 유기물/무기물 함량과 거동을 가늠한다.
Discovery (발견 단계): 다양한 분석기술을 동원하여 추출물 중 개별 성분의 존재를 탐색한다. 보통 크로마토그래피 분리 기법과 질량분석 등을 사용하여 추출물의 피크들을 스크리닝한다. 이 단계에서는 반정량적 스크리닝으로 주요 성분들을 찾아낸다.
Identification (동정 단계): 검출된 화합물들의 정체를 규명한다. 시료의 질량스펙트럼 데이터베이스 검색, 분해패턴 분석 등을 통해 물질의 구조를 추정하며, 필요하면 **정확질량(High-Resolution MS)**이나 NMR 등의 추가 분석으로 신뢰도를 높인다. USP <1663>는 동정 수준을 Tentative(잠정), Confident(신뢰), Confirmed(확증) 세 등급으로 분류하며, 독성 평가를 위해서는 가급적 Confident 이상의 동정을 권장한다. 예를 들어 단순 탄화수소류(독성 낮음)는 구조계열만 알아도 충분할 수 있으나, 방향족 고리나 할로젠 치환기를 가진 경우 잠정 동정만으로는 불충분하며 추가 확인이 필요하다.
Quantitation (정량 단계): 중요한 추출물질에 대해 얼마나 존재하는지를 측정한다. 확인된 타깃 성분들에 대해 교정용 표준품을 사용하여 정확한 함량을 정량하거나, 표준품이 없을 경우 비슷한 대리물질을 이용해 반정량한다. 이때 검출된 물질의 농도가 분석평가한계(AET) 이상인 경우에는 정량 및 보고 대상이 된다.
용매 선정 및 추출 조건: USP <1663>는 실제 사용 조건을 모사하거나 그보다 가혹한 조건을 적용하여 최대한 많은 잠재 물질을 추출할 것을 강조한다. 따라서 다양한 극성 범위와 pH 조건의 용매를 사용하고, 고온·장시간 추출을 실시한다. 일반적으로 사용되는 용매 및 조건 예시는 아래와 같다:
용매 유형 예시 추출 대상
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극성 용매 | 물, 생리식염수 등 | 친수성/극성 화합물 (수용성 첨가제 등) |
중간 극성 | 50% 에탄올-물 혼합, 이소프로판올 등 | 중간 극성 유기물 (알코올에 용해되는 유기 화합물) |
비극성 용매 | 헥산, 헵탄 등 | 소수성 화합물 (고무/플라스틱 첨가제, 유분 성분) |
산성 용매 | 0.1 N HCl (pH ~1) | 산성 환경에서 용출되는 화합물 (금속 용출 등) |
염기성 용매 | 0.1 N NaOH (pH ~13) | 염기성 환경에서 용출되는 화합물 |
계면활성제 용액 | Polysorbate 80 등 계면활성제 함유 | 실리콘 오일 등 특정 비극성 물질 추출 (실린지 실리콘오일, 발수코팅제 등) |
각 용매는 제품의 조성 및 극한 조건을 고려해 선택한다. 예를 들어 주사제 대부분은 pH 2.5~9.5 범위 내에 있으므로 해당 범위의 수성 용액들(예: pH 2.5 산성, pH 9.5 알칼리)을 사용하여 광범위한 pH 조건을 커버하는 것이 권장된다. 또한 극성/비극성 용매를 병행 사용하여 친수성부터 지용성까지 모든 종류의 첨가제가 추출되도록 설계한다.
추출 방법으로는 침적 추출(용매에 침지하여 수 일~수 주 방치)이나 가열 순환(리플럭스, Soxhlet 추출 등), 초음파 가속 추출, 가압 용매추출(ASE), 오토클레이브(멸균 조건) 등이 활용된다. 예를 들어 멸균되는 주사제 용기라면 실제 멸균공정(121℃, 1기압에서 30분 등)을 가혹 조건으로 적용해 추출 시험을 할 수 있다. 또한 용기-내용물 비율도 worst-case로 잡는데, 통상 6 cm²/mL 정도의 표준 비율을 보다 높여 10~20 cm²/mL까지 노출시켜 보는 등 표면적 대 부피비를 극대화하여 추출물 양을 늘리는 전략을 쓴다. 추출 시간은 24시간부터 최대 30일까지 연장하여 장기간 노출 효과를 관찰하며, **여러 번 연속 추출(다단 추출)**하여 더 이상 추출물이 나오지 않을 때까지 수행함으로써 **exhaustive extraction(철저 추출)**을 달성한다. 이렇게 충분히 추출된 후 용액을 농축하거나 건조해 **무게법 잔류물(NVR)**을 측정하면 추출이 포화에 이르렀는지 판단할 수 있다.
분석 기법: 추출물을 분석하기 위해 다양한 분석 장비를 활용한다. USP <1663>는 한 가지 기법에 의존하지 말고 여러 상보적 기법을 사용하여 휘발성부터 비휘발성, 유기부터 무기까지 폭넓게 검출할 것을 권고한다. 일반적으로 사용되는 분석법과 그 목적은 다음과 같다:
분석 기법 검출 대상 및 목적
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Headspace-GC (HS-GC) | 휘발성 유기화합물(VOC) 분석 – 용기 성분의 잔류 용매, 저분자 휘발성물 검출 |
GC-MS (기체크로마토그래피-질량) | 반휘발성 유기물 – 고무/플라스틱 첨가제 중 휘발성이 낮은 유기물(예: 페놀계 항산화제 등) 동정. 고비점 유기물은 열적 분해 고려하여 파생화법 사용 가능. |
LC-MS (액체크로마토그래피-질량) | 비휘발성 또는 극성 유기물 – 고분자 올리고머, 가소제, 첨가제 분해산물 등 비휘발성 성분 검출. 필요시 LC-UV/광산란 검출기 등 병용. |
ICP-MS/OES (유도결합플라즈마) | 무기원소(중금속 등) – 유리에서 유래하는 **금속 이온(Al, B, Na 등)**이나 엘라스토머 첨가 무기물(Zn, Ca 등) 분석. ICH Q3D 가이드의 24개 원소 및 추가 원소까지 폭넓게 스크리닝. |
IC (이온 크로마토그래피) | 무기 이온, 작은 유기산 – 엘라스토머에서 용출될 수 있는 염소, 인산, 아질산 등 음이온/양이온 분석. 부형제나 제조공정 잔류물 (예: 염화물, 황산 등) 확인에 유용. |
기타 | FT-IR, NMR 등 분광기법 – 추출물 잔류물의 작용기 정보 획득 또는 미지물질 구조 보조 확인. TOC – 추출액 내 총 유기탄소량으로 대략적 유기물 총량 파악. UV-Vis – 특정 파장 흡광으로 방향족 화합물 존재 예상 등. |
각 분석법에서 관찰된 피크들은 데이터베이스 검색, 분해 패턴 해석 등을 통해 앞서 언급한 Tentative/Confident 수준으로 구조 동정되며, 경우에 따라 합성표준품과의 머무름시간 및 MS 스펙트럼 일치로 확증한다. 또한 추출물 내 주요 성분은 해당 기기의 검량선을 이용해 농도를 산출한다. 이때 검출/정량된 모든 성분을 다 보고하지는 않고, “Analytical Evaluation Threshold (AET)” 이상의 성분들을 보고 및 평가 대상으로 삼는다. AET는 이어지는 2절에서 자세히 다룬다.
검출 대상 물질: Extractables 연구에서는 주사제 포장 구성요소로부터 나올 수 있는 모든 종류의 화학물질을 포괄적으로 고려한다. 구체적으로, 유리 바이알의 경우 주로 무기 성분이 용출 우려 대상이다. Type I borosilicate 유리는 약알칼리 성질로 장기간 접촉 시 Na^+, Ca^2+, B(붕소) 등이 미량 용출되어 용액의 pH를 높일 수 있으며, 경우에 따라 Al 등 금속도 추출된다. (USP <660>에 규정된 물 공격성 시험 등을 통과한 유리는 일반적으로 이들 용출물이 안전한 한도 이내임을 입증해야 한다고 보고 있다.) 또한 유리 제조 시 쓰인 성분 중 중금속(As, Pb 등)은 Type I 유리에서는 극미량이지만, 여전히 E&L 평가에서 ICP-MS로 확인 대상이 된다. **고무 마개(엘라스토머)**의 경우 복합 재료이므로 유기물과 무기물 모두 다양한 추출물이 나온다. 예를 들면:
가황촉진제 부산물: 부틸고무 제조에 흔히 쓰이는 2-머캅토벤조티아졸(2-MBT) 등의 잔류 또는 용출, 다른 벤조티아졸류, 티오람계 화합물 등이 검출될 수 있다.
안정화제/가소제: BHT(부틸화이드록시톨루엔), Irganox 1010 등의 페놀계 항산화제나 가소제가 사용된 경우 추출액에서 검출될 수 있다. 실제로 가황된 할로부틸 고무에서는 헥산 추출 시 Irganox 1010이 수백 µg 수준으로 녹출되었다는 보고가 있다.
유기산 및 기타 첨가제: 경화제나 충전제로 쓰인 스테아르산염 (예: Zn 스테아레이트)은 분해되어 **지방산(팔미틱산 등)**이나 아세틱산 등의 형태로 검출될 수 있고, 실리콘오일 코팅된 마개라면 실록산 올리고머들이 추출된다.
니트로사민류: 합성고무 제조 시 2차 아민계 가황제가 쓰인 경우 발암우려물질인 니트로사민(예: N-니트로소디메틸아민 등)이 극미량 생성될 수 있어, 별도 특이적 분석으로 확인한다. (West사는 자체 엘라스토머별 니트로사민 데이터시트를 제공하고 있으며, 대표 포뮬레이션에 대해 추출 시 검출되는 니트로사민 농도를 제시한 바 있다.)
무기물: 엘라스토머 배합물의 충전제나 촉매 금속으로서 Zn, Ca, Mg 등이 포함되므로, 추출물에서 Zn^2+, Ca^2+ 등이 검출될 수 있다. 가황촉진으로 쓰인 산화아연의 영향으로 고무 마개 추출액에서 아연 수십 µg 단위 검출 사례도 있다. 이러한 금속 및 음이온 결과는 용매의 pH에 큰 영향 없이 비교적 일관되게 검출되는 경향이 있다.
요약하면, Extractables Study에서는 약품 포장재가 가진 모든 잠재 화학물 목록(extractables profile)을 작성하는 것이 목표이며, 이를 위해 다양한 조건에서 최대한의 물질을 추출 및 검출한다. 그렇게 도출된 profile은 다음 단계인 Leachables 평가의 기준 정보로 활용된다.
2. 추출/용출물질 결과의 해석 기준 및 독성 평가 (TTC 접근법)
Extractables 및 Leachables 평가 결과를 해석할 때는 어떤 물질이 어느 정도 수준에서 검출되었을 때 우려대상으로 간주할지에 대한 명확한 기준이 필요하다. 이를 위해 PQRI(미국 제약품질연구소)와 규제기관들은 노출 기반의 안전 한계치들을 제안해 왔으며, ICH도 글로벌 가이드라인 Q3E를 통해 이를 표준화하려 하고 있다. 특히 Threshold of Toxicological Concern (TTC) 개념을 응용한 **Safety Concern Threshold (SCT)**와, Qualification Threshold (QT), Analytical Evaluation Threshold (AET) 개념이 핵심적이다.
Safety Concern Threshold (SCT): 환자가 일일 노출하는 Leachable 양이 이 값 미만일 경우 독성학적 우려가 무시될 수 있는 매우 낮은 수준이라고 간주되는 한계치이다. 즉 이 미만에서는 발암성이든 비발암성이든 안전성 문제를 일으킬 가능성이 극히 낮다고 보는 용출량 기준이다. PQRI OINDP(흡입제) 권고에서 처음 도입되었으며, 흡입제의 SCT는 엄격하게 0.15 µg/일로 설정된 바 있다. **주사제(PDP)**의 경우 경로 특성을 고려해 SCT를 다소 완화하여 1.5 µg/일로 설정하는 것이 업계 권고로 채택되었다. ICH Q3E에서도 대부분의 유기물질에 대해 SCT = 1.5 µg/day를 채택하고 있으며, 다만 N-니트로소 화합물이나 알킬-아조키스(azoxy) 화합물처럼 극소량도 위험한 특수 물질은 별도로 더 낮은 SCT를 적용해야 한다고 언급된다. SCT는 독성자료가 부족한 미지의 화합물들도 이 값 이하이면 de minimis 수준으로 보고, 개별 독성평가 없이 무시 가능토록 한 개념이다.
Qualification Threshold (QT): Leachable 양이 이 값 미만일 경우 구조 또는 특정 우려가 없는 한 별도의 독성학적 **정식 평가(안전성 입증)**를 요구하지 않을 수 있는 한계치이다. PQRI는 일반 독성정보가 없고 피부/점막 자극성 등 우려도 없는 경우, 주사제에서 5 µg/일 이하 검출된 물질은 굳이 상세한 안전성 평가나 추가 독성시험 없이도 수용할 수 있는 수준으로 보았다. 즉 QT 이하는 “독성학적 Qualification(안전성 입증) 면제” 기준으로 여긴다. 반대로 어떤 Leachable이 QT를 초과하면, 그 물질의 독성 프로파일을 문헌조사, 독성시험 등으로 규명하여 투여량이 인체에 안전함을 별도로 소명해야 한다. (예: 1일 10 µg 들어오는 물질 X가 있다면 발암성/유전독성 여부, 만성독성 기준에서 10 µg/day가 안전한지 등을 입증해야 함.) 단, QT 이하라도 구조적으로 불안한 물질(발암추정구조 등)은 별도 취급해야 하며, SCT 이하여도 니트로사민처럼 엄격 관리 대상인 경우는 예외다.
Analytical Evaluation Threshold (AET): 이것은 시험실 분석 단계에서 사용하는 **“분석 평가 한계”**로, 검출된 피크 중 어느 크기 이상을 식별/평가 대상으로 삼을지 결정하는 기준선을 뜻한다. AET는 제품별 상황(일일 투여량, 한 용기에서 나오는 최대 용출량, 분석법 감도 등)을 고려하여 SCT를 기준으로 계산된다. 일반적으로 AET = SCT × (1일 허용량 대비 분석 샘플의 용출량 환산계수)^-1 등의 식으로 산출하며, 쉽게 말해 **“이 이상의 양이 검출된 피크는 유의하게 환자가 노출될 수 있는 수준이니 확인 필요”**임을 나타낸다. 예를 들어 주사제를 1일 1회 투여한다면 AET는 SCT 1.5 µg/일을 1회 분량으로 나눈 값(약 1.5 µg/용기) 정도가 되고, 1일 3회 투여하는 약물이라면 AET가 1/3로 낮아져 약 0.5 µg/용기 수준이 된다. Chromatogram 상에 이 AET에 해당하는 크기의 신호를 기준선으로 그어, 그 선 이상인 피크들은 전부 동정 및 정량해야 하며, 그 이하는 잡음 수준으로 간주하여 추적하지 않을 수 있다. 단, AET 이하면 무조건 안전하다는 뜻은 아니라서, 앞서 말한 특이물질(예: 니트로사민류)은 AET보다 낮은 수준이라도 미리 타겟으로 지정하여 모니터링해야 한다고 권고된다. AET는 분석 민감도 및 데이터 처리와도 관련이 있어, 너무 낮게 설정하면 가짜 신호까지 모두 확인해야 하므로 적절한 값으로 설정하고 적합성 입증이 필요하다.
위 개념들을 표로 정리하면 다음과 같다:
Threshold (한계치) 정의 및 역할 주사제 적용값 (예시)
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SCT (Safety Concern Threshold) | 안전성 우려한계: 이 미만 노출시 발암성/비발암성 우려 무시 가능 | 1.5 µg/일 (대부분 유기물질의 경우) ※ N-니트로소 등 특수물질은 별도 더 낮은 값 |
QT (Qualification Threshold) | 독성학적 평가 한계: 이 이하 검출시 특별한 구조 우려 없으면 추가 독성 평가 면제 | 5 µg/일 ※ 이를 넘으면 문헌/시험으로 안전성 입증 요 |
AET (Analytical Evaluation Threshold) | 분석 평가 한계: 이 이상 크기의 피크는 동정·평가 대상으로 간주 (SCT로부터 환산) | 제품별 상이 (예: 1회/일 투여시 ~1.5 µg/용기; 2회/일 투여시 ~0.75 µg/용기 등) |
우려 물질의 판정: Extractables/Leachables 결과에서 어떤 경우 “우려되는 물질”로 간주하는가는 보통 위 Threshold들을 기준으로 한다. 일반적인 판단 원칙은 다음과 같다:
Leachable의 경우: 실제 제제에서 검출된 물질이 **SCT (1.5 µg/일)**을 초과하면 무시할 수 없는 노출로 보고, 반드시 독성학적 평가를 거쳐 안전성을 확인하거나 해당 물질의 양을 감소시키는 대책을 강구해야 한다. 만약 **QT (5 µg/일)**도 초과한다면 독성 전문가의 심층평가 및 필요시 추가 독성시험까지 고려하여 그 수준에서 안전한지 **입증(qualification)**해야 한다. 반면 검출량이 SCT 미만이면 (특수독성 물질이 아닌 이상) 일반적으로 환자 위해 우려는 없으므로, 원칙적으로는 추가 조치나 보고 불필요하다. 다만 실제 규제보고에서는 “SCT 미만이라 보고 생략”하기보다는, 검출된 사실과 수치를 언급하되 “해당 용출량은 SCT인 1.5 µg/일 미만이므로 환자안전 우려가 없다고 판단” 식으로 기술하여 넘어가는 경우가 많다. AET는 분석상의 커트라인이므로, Leachables 분석법을 개발할 때 검출한계/정량한계를 AET보다 충분히 낮게 설정하고, 크로마토그램에서 AET 이상의 모든 피크를 대상으로 확인 및 정량한다. Leachables 시험에서 AET 이상의 피크가 존재하지 않으면 “No leachables above AET detected”으로 요약하여 보고할 수 있다.
Extractables의 경우: Extractables 시험은 “가혹조건 하에 나타날 수 있는 잠재물질”까지 다 포함하므로 실제보다 과잉으로 검출되는 경향이 있다. 따라서 규제보고 시 extractables 결과 자체로 일일 노출량을 직접 논하기보다는, 검출된 각 물질이 Leachable로 전이될 가능성과 독성 프로파일에 따라 선별적으로 우려 물질을 추린다. 일반적으로 Extractables 중에서 AET 이상의 신호들은 리스트업하고, 이들 중 독성학적으로 유의한 구조(예: 발암성, 유전독성 물질 혹은 ICH M7 돌연변이원성 분류에 드는 구조 등)는 특별히 우려 물질로 강조한다. 예컨대 추출물에서 페놀계 항산화제가 발견되었다면 비교적 안전한 물질일 수 있으나, 니트로사민이나 다환방향족탄화수소(PAH) 등이 미량이라도 검출됐다면 해당 물질은 SCT 이하라도 *“우려되는 물질”*로 간주되어 강화된 관리나 추가평가가 필요하다. 실제로 PAH의 경우 1990년대 MDI 흡입기 고무실에서 PAH가 극미량 검출되어도 FDA가 문제 삼았던 사례가 있으며, 이는 추후 E&L 규제 강화의 계기가 되었다. 마찬가지로 니트로사민류는 현재 규제기관들이 한도 18 ng/일 등의 초저농도로 관리 중인 바, 추출물 단계에서 만약 검출되면 (AET보다 낮더라도) *“우려 물질”*로 지목하여, 잠재 Leachable로서 민감한 분석법 개발 및 저감 노력이 요구된다.
금속 불순물: 금속의 경우 ICH Q3D에서 정한 각 금속별 Permitted Daily Exposure (PDE)을 초과하는 수준이면 우려 물질로 간주한다. 예컨대 주사제용으로 낮은 PDE가 설정된 As, Pb, Cd, Hg(각각 1.5, 3.5, 5, 3 µg/일) 등이 검출되었을 때 PDE 대비 얼마나 차지하는지 평가한다. 다행히 대부분의 1차 포장재(유리, 고무)는 이러한 중금속은 거의 함유하지 않지만, 유리의 Al, B, Na 등은 Q3D에서는 독성 우려 낮은 Class元素지만 제품 품질에 영향 줄 수 있으므로 (pH 변화 등) 별도 관리 대상이 된다. 규제상으로는 Type I 유리는 USP <660> 규격 시험 (주정 시험, 중금속 한도 등) 합격으로 기본 안전성을 인정하지만, 실제 제품에 적용시에는 해당 유리가 제제에 끼칠 영향(예: pH상승)을 검토해야 한다. 참고: 금속의 E&L 관리는 보통 E&L보다는 원료약 및 완제약의 원소불순물 관리 프로세스(ICH Q3D 준수)에 통합되어 다루어진다.
독성평가 및 TTC 적용: 우려 물질로 선별된 추출물질/용출물질에 대해서는 독성평가를 수행한다. 우선 문헌에 해당 화합물의 독성자료(예: TD50, NOAEL, 발암성 여부 등)가 존재하면 그것을 바탕으로 **일일 허용노출량(PDE)**이나 비교기준을 설정한다. 자료가 부족한 신규 물질인 경우 TTC 접근법을 활용할 수 있다. TTC는 해당 물질의 구조분류(예: 구조적 경고신호 여부)에 따라 독성잠재성을 보수적으로 가정하고 아주 낮은 노출 한도를 적용하는 방식이다. 예를 들어 구조상 DNA 반응성 가능성이 없는 일반 유기물질이라면 일일 1.5 µg은 안전하다고 보는 것이 TTC 개념이고, 배향성 질소(N-nitroso) 구조처럼 강한 발암 유발기가 있으면 0.15 µg/일 이하의 훨씬 낮은 TTC를 적용한다는 식이다. ICH M7 가이드라인 (불순물의 발암위해평가)에서도 유사하게 일일 1.5 µg을 인체 무시가능 한계(시생체 1×10^-5 발암위험 기준)로 설정하고 있으며, PQRI의 E&L 권고도 이를 준용하였다. 결국 독성평가는 자료기반 실독성평가와 자료부족시 TTC기반 평가를 조합하여, 검출된 Leachable 각각이 어느 수준까지 안전한지 판단하고, 현재 검출량이 그 수준 이내인지 확인하는 작업이다. 만약 어떤 Leachable이 허용 수준을 초과하면 허용범위 내로 낮추기 위한 조치(포장재 변경, 세정 등)가 필요하다.
정리하면, E&L 결과 해석은 노출량을 기준으로 “무시 가능” vs “평가 필요” vs “추가조치 필요”를 구분하는 것이며, SCT/QT 같은 Threshold들이 그 결정 기준을 제공한다. 이를 통해 합리적인 근거로 환자안전을 확보하면서도, 지나치게 미량의 검출물까지 문제 삼아 개발을 저해하지 않도록 균형을 맞추게 된다. 이러한 접근은 최신 ICH Q3E 가이드에도 반영되어 전 세계적으로 통일된 기준을 제시할 예정이다.
3. USP <1664>에 따른 Leachables Study 설계 및 수행 시점
Leachables Study는 실제 약물 제제와 완제품 용기가 정상적인 보관·사용 조건에서 접촉할 때, 포장재로부터 **이행되어 제제 속에 남는 물질(Leachable)**들을 정량적으로 평가하는 시험이다. USP <1664>에서는 “과학적으로 타당한 leachable 평가를 수행하여, 해당 포장체계가 의약품 사용 적합성을 충족함을 입증하는 것이 중요하다”고 명시하고 있다. Extractables 시험이 선행되었다면 이를 바탕으로 어떤 물질을 찾을지(Target) 대략 결정할 수 있으며, Leachables 시험은 Extractables에서 예측된 물질들이 실제로 제제에서 검출되는지, 또 그 양이 얼마인지를 확인하여 환자 노출량을 평가하는 데 초점을 둔다.
수행 시기: Leachables 평가는 일반적으로 본격적인 안정성(stability) 평가와 병행하여 수행된다. 이상적인 시점은 제품 개발 막바지, 즉 확정된 포장 시스템과 완제 제제로 말기 안정성 시험을 할 때 함께 실시하는 것이다. 예를 들어 3개 생산배치를 2년 실시간 보관하며 안정성 시험을 진행한다면, 동일 샘플에서 정기적으로 Leachable 분석을 실시한다. 시료 채취 주기는 보통 안정성 자료 제출 요구와 동일하게 설정된다: 초기(0개월), 3개월, 6개월, 9개월, 12개월, (18개월), 최종 유효기간(24개월) 등의 지점에서 시료를 채취하여 Leachable 함유 여부를 검사한다. 특히 유효기간 말기(end-of-shelf-life) 시점의 데이터가 중요하며, 이는 해당 제품의 최대 누적 노출 시 검출되는 Leachable 양을 알려준다.
시험 설계: Leachables 시험설계에서는 실제 보관조건과 복용 시나리오를 최대한 반영해야 한다. 주요 고려사항은 다음과 같다:
보관 온도/기간: 약품 보관의 실시간 조건(예: 25℃/60%RH, 24개월)이 기본이다. 이와 함께 ICH 가이드라인에 따른 가속 조건(예: 40℃/75%RH, 6개월)에서도 Leachable을 평가할 수 있다. 가속 조건은 시간이 짧지만 온도가 높아 leachable 이행을 앞당기는 효과가 있어, 실제 장기 보관 시 나타날 현상을 조기에 포착하거나 worst-case를 예측하는 데 유용하다. 다만 가속 조건 데이터는 보조적 판단자료이며, 궁극적으로 실시간 조건에서의 최종 결과가 규제상 결정적이다.
시험 대상 및 방식: 가급적 실제 약액을 대상으로 시험하는 것이 권장된다. 제형 (용액, 현탁액 등)이 포장재와 접촉하여 있을 때 일어나는 상호작용을 그대로 반영하기 위해서이다. 경우에 따라 placebo 액(유효성분 제거한 제제기저)으로 Leachable 시험을 별도 진행하기도 한다. 이는 유효성분이 분석에 간섭하거나 분해되어 신호를 복잡하게 할 우려가 있을 때 유용하며, 유효성분 자체에는 영향 없지만 포장재로부터의 오염 여부만 판단하려는 의도로 쓰인다. 그러나 최종 판단은 실제 완제의약품에서의 데이터로 이뤄져야 하므로, 가능하다면 실제 제품에서 직접 Leachable을 분석하는 방법을 개발한다.
Worst-case 시나리오: Leachables 설계 시 가장 극단적 조건에서 Leachable이 증가할 가능성을 고려해야 한다. 예를 들어 용액형 주사제라면 용기 내 최대 두면적대비 최소 주사액 부피 조건이 worst-case가 된다. 작은 충전량일수록 같은 포장재에 노출되는 약액 부피가 적어 농도가 더 높아질 수 있기 때문이다. 따라서 여러 충전량으로 제품이 출시된다면, 최소 충전량 제품을 대상으로 E&L을 수행하는 것이 보수적이다. 또 다른 예로 동결건조 주사제(분말 제형 후 용해 사용)의 경우, 실제 보관 중에는 고체 상태라 Leachable 발생이 미미하지만, 재구성 후 일정 시간이 지나면 고무 마개에서 물질이 녹아나올 수 있다. 이런 경우 재구성 후 시간(예: 즉시, 24시간 등)을 고려하여 용출물질을 평가하거나, 재구성 용액을 가혹조건(고온) 하에 노출해보는 시뮬레이션 실험을 설계할 수 있다. USP <1664>도 필요 시 **“simulation study”**로 실제 사용 상황을 실험실에서 재현하여 Leachable을 조사할 수 있다고 언급한다.
검출 한계와 AET: Leachables 분석은 정량적 목표 분석이므로, 미리 설정한 AET보다 낮은 농도까지 검출할 수 있는 민감도를 확보해야 한다. 일반적으로 Extractables 단계에서 규명된 타깃 물질들의 검출 예상 농도를 계산해 보고, 그보다 한참 낮은 LOQ를 가지도록 분석법을 최적화한다. 예컨대 어떤 고무첨가제가 extractables에서 100 µg/g 마개 수준 검출되었고, 10 mL 약액에 접촉한다고 가정하면 이론상 최대 10 µg/mL 용출 가능성이 있다. 이것이 안전한계 (예 5 µg/day) 근처라면, 최소 1 µg/mL 이하, 가능하면 수백 ng/mL대까지 정량할 수 있는 분석법이 필요하다. 이를 위해 시료 전처리(농축 등)나 선택적 이온모드(SIM), MS/MS 정밀정량 등 기법을 사용한다. 내부표준물질을 첨가하여 회수율을 보정하고 정량 신뢰성을 높이며, 분석법은 밸리데이션을 통해 정확도, 정밀도, 선택성 등을 입증한다. ICH Q2(R1) 가이드라인에 따라 밸리데이션 한 후 실제 시료에 적용하는 것이 일반적이며, FDA/EMA도 밸리데이션 된 Leachables 시험법을 통한 데이터 제출을 기대한다.
분석 방법: Leachables 분석에는 Extractables에서 타깃으로 선정된 물질들에 특화된 정량법을 개발하는 것이 일반적이다. 예를 들어 Extractables에서 특정 엘라스토머 산화방지제가 발견되었다면, Leachables에서는 그 물질을 표준품으로 하는 LC-MS/MS 정량법을 마련하여 약액 중 함량을 측정한다. 이러한 **대상 분석(Targeted analysis)**은 감도가 높고 정밀하여 신뢰도 높은 수치를 얻을 수 있다. 동시에 예상치 못한 다른 Leachable이 발생할 가능성에 대비해, 주요 범주에 대한 스크리닝도 수행한다. 예를 들어 “타깃 이외의 휘발성 유기물질도 혹시 생성되었는지” 확인하려고 headspace-GC-MS 스캔을 추가하거나, “비극성 유기물의 새로운 피크가 있는지” HPLC-UV 크로마토그램을 검토하는 식이다. 이러한 포괄적+타깃 접근을 통해 Leachables에 누락이 없도록 한다.
데이터 해석: 얻어진 Leachables 데이터는 각 시점별 검출량을 가지고 시간 경향을 본다. 일반적으로 Leachable 농도는 초기에는 불검출이었다가 시간이 지나면서 서서히 나타나 유효기간 말기에 최대치를 기록하거나 plateau에 도달한다. 금속 이온처럼 용출 초기 급격히 나오고 이후 변화 없는 경우도 있다. 이러한 경향을 파악하여, 유효기간 동안 환자가 노출될 최대량을 확인하고, 이는 SCT/QT와 비교하여 안전 margin 평가에 활용된다. Leachables가 모든 시점 내내 AET 미만이면 “임상적으로 유의한 Leachable 없음”으로 결론낼 수 있다. 만약 검출된다면 검출된 성분의 정체와 최대치, 일일노출량(예: X µg per vial, 1회 투여량)을 명시하고 앞 절의 기준에 따라 안전성 평가 결과를 함께 제시한다.
4. Extractables와 Leachables의 연계 해석
Extractables 프로파일과 Leachables 결과는 밀접한 연관성을 가지고 상호 보완적으로 해석된다. Extractables 시험에서 얻어진 정보는 Leachables 평가의 출발점이 되며, Leachables 시험을 통해 Extractables에서 우려했던 물질들의 현실 노출 수준을 확인하게 된다.
Extractables 프로파일의 활용: USP <1663>에서도 명시하듯이, Leachables 평가에 앞서 Extractables 평가를 수행하여 포장 시스템이 내포한 잠재적 위험 물질을 미리 파악하는 것이 바람직하다. Extractables 프로파일에는 다양한 물질들이 나열되지만, 이 중 실제 제제에 나올 가능성이 높은 물질을 가려내는 작업이 중요하다. 이를 위해 고려하는 요소들은:
용해도/분배 특성: Extractables에서 검출된 물질이라도 제제 중에 용해되지 않는 성분은 실제 Leachable로 나타나지 않을 수 있다. 예를 들어 고무 마개에서 추출된 어떤 친유성 첨가제가 실제 주사액 (수성)에 잘 녹지 않는다면, Leachable로서는 미검출될 가능성이 높다. 반대로 극성 물질은 수성 제제에 쉽게 녹아 나올 수 있다. 따라서 각 추출물질의 **물리화학적 성질(예: logP, pKa 등)**을 검토하여 제제와의 친화도를 평가한다.
추출 조건 vs 실제 조건: Extractables 시험의 조건이 현실과 얼마나 다른지도 고려된다. 예를 들어 50% 에탄올로 추출되어 나온 물질은 실제 물 기반 제제에서는 덜 용출될 수 있다. 121℃ 가열로 나온 물질은 상온 보관에서는 거의 안 나올 수도 있다. 따라서 Extractables 리스트 중 실제 보관환경과 부합하는 조건에서 나온 물질을 우선적으로 Leachables 타깃 후보로 삼는다. PQRI는 실제 주사제의 pH범위를 고려해 pH 2.5, 5.0, 7.0, 9.5 등에서 extractables를 보라고 권했는데, 이것은 현실 조건별로 어떤 물질이 나올지 가늠하려는 취지이다.
정량적 여유 (Safety margin): Extractables 단계에서 어떤 물질이 극소량 검출되었고 (예: AET 부근), 독성도 무시할 수준이라면 실제 Leachables 평가에서 큰 문제가 되지 않을 가능성이 높다. 반면 Extractables에서 상당히 많은 양이 추출된 물질은 실제로도 Leachable로 나타날 경우 일일 노출이 클 수 있으므로, Leachables 시험에서 중점 모니터링 대상이 된다.
이러한 고려를 통해, 최종적으로 **“Leachables 관심 목록”**을 도출한다. 여기에는 예를 들어 “고무 마개에서 나온 2-MBT, BHT, Zn 등과 유리에서 나온 Na, B” 같이 실제 나올 법한 물질들이 포함된다. 이 리스트를 기반으로 앞서 3절에서 설명한 타깃 분석법을 준비하게 된다.
Leachables 결과의 피드백: 일단 Leachables 시험이 진행되면, 그 관심 목록 물질들이 실제 검출되었는지 여부를 확인하게 된다. 이상적인 경우, Extractables에서 예측한 물질들이 실제 검출되어도 극미량이어서 SCT 이내로 안전하거나, 아예 검출한계 미만으로 나오기도 한다. 실제로 Extractables 프로파일 중 일부는 “실제로는 안 나오는” 경우가 흔하다 – 왜냐하면 Extractables 시험은 극한 조건으로 억지로 뽑아낸 것이기 때문이다. 예를 들어 헥산 추출로 50 µg 나왔던 물질이 수성 제제에서는 LOQ 미만인 사례들이 이에 해당한다. 이 경우 해당 물질은 Leachables로 걱정할 필요가 없게 되어 리스크 해소로 간주된다.
반면, Leachables 시험에서 예상치 못한 물질이 검출되는 경우도 있다. 이는 몇 가지 원인으로 발생한다:
Extractables 단계에서 간과된 물질: 예를 들어 Extractables 용매 선택에 없던 특정 용매에서만 나오는 물질이 실제 제제에서 용출될 수 있다. 또는 Extractables 분석 감도가 부족해 놓친 미량 물질이 실제에서는 누적되어 나타날 수 있다. 이때는 해당 물질을 추가 동정하여 출처를 찾아야 한다. 새로운 Leachable이 포장재 기원이라면 Extractables 조건을 재검토해 추가 추출시험을 할 수도 있다.
제제-포장 상호작용 산물: 드물지만 Leachable로 신규 생성물이 나타나는 경우가 있다. 예를 들어 포장재의 성분이 약물과 화학반응하여 다른 화합물이 생기는 경우다. Thermo Fisher Whitepaper에서는 “Leachable이 약물이나 포장재와 상호작용하여 새로운 성분이 나타날 수 있다”고 지적하고 있다. 이런 케이스에서는 Extractables에서는 원형태만 보였지만 실제 제제에서는 변형되어 검출되기에, 사전 예측이 어려웠던 것이다. 이 경우 해당 Leachable의 구조 규명 및 안전평가가 추가로 필요하며, 원인을 줄이기 위한 대책(예: 포장재 코팅, 처방 변경 등)도 고려된다.
2차 포장 또는 제조공정 기여: Extractables는 1차 포장에 집중하지만 실제 제품은 2차포장(라벨, 종이 상자 등)이나 제조공정 기기(튜빙, 필터 등)와도 접촉한다. 만약 이들로부터 들어온 불순물이 있다면, 그것은 Extractables (1차 포장 한정) 범위 밖이므로 새로운 Leachable로 관찰될 수 있다. 따라서 E&L 평가는 전체 접촉재를 포괄해야 하며, 필요시 별도의 공정용 부품 Extractables 시험도 실시한다. 예를 들어 주사제 제조 시 쓰인 여과기에서 유기물 용출이 있어 약액에 잔류할 수 있다면, 해당 여과기에 대한 Extractables/Leachables 평가 (공정 적합성 평가의 일환)도 시행되고, 그 결과를 포장재 유래 Leachable과 함께 고려해야 한다.
상호 연계 평가: 최종적으로 Extractables vs Leachables 결과를 대조하여 평가한다. Extractables profile에서 파악한 물질들이 실제 Leachables 데이터에서 어느 정도 검증되었는지 일치도를 따져본다. 주요 시나리오는:
일치 (Confirmatory)한 경우: Extractables에서 우려한 물질이 Leachables에서 검출되고, 그 양이 추정치 내인 경우이다. 이는 예상대로 진행된 것으로, 해당 물질에 대한 안전성 평가 (노출량 vs TTC/PDE) 결과를 토대로 규제 보고 시 근거를 제시하면 된다. 예를 들어 “고무 마개의 BHT가 최종 주사제에서 4 µg/일 검출되어 QT 이하이며 안전성에 문제없음” 등의 결론을 도출한다.
과잉 우려 해소: Extractables에서는 나왔지만 Leachables에서는 전혀 안 나온 경우, 해당 물질에 대한 우려는 실제상황에서 없었음이 확인된 것이다. 이는 과도한 시험조건으로 인한 false alarm이었음을 밝히고, 대신 다른 Leachable 이슈가 없음을 강조하면 된다. 예컨대 “헥산 추출에서 검출된 올리고머 X는 실제 제제에서는 검출되지 않았다. 따라서 이 물질로 인한 환자 노출은 발생하지 않는다”고 기록한다.
새로운 Leachable 검출: 앞서 논한 예상 외 물질이 Leachables에서 나왔을 경우, 이를 Extractables 자료에 역으로 피드백하여 그 출처와 거동을 추가 분석한다. 필요하면 해당 물질에 대해 추가 Extractables 시험(예: 의심 부품을 별도 추출)이나 타겟 분석을 실시해 데이터를 보완한다. 그리고 안전성 평가를 수행하여 허용가능한지 판단한다. 만약 허용하기 어려운 수준이면, 제품 개발단계에서 대책을 강구해야 한다 (예: 다른 재질로 변경 등).
결국 Extractables-Leachables 연계 해석을 통해 **“잠재적 우려”**와 “현실 발생” 사이의 갭을 메우고, 실제 환자 안전 위험을 종합적으로 평가하게 된다. 이 과정은 포장 시스템의 적합성을 증명하는 핵심 근거가 되며, 규제기관도 이러한 연계 평가를 통해 신청 품목이 포장으로 인한 품질/안전성 문제가 없음을 확인한다.
5. 품목허가 제출자료로서의 요구사항 (FDA, EMA 등 규제 기대사항)
주사제의 품목허가(신약허가, NDA 또는 시판승인, MA) 신청 시, **용기-내용물 상호작용 평가 자료(E&L 평가 자료)**는 품질 파트의 중요한 구성요소이다. 미국 FDA와 유럽 EMA를 비롯한 주요 규제기관은 의약품 포장재가 제품의 안전성·유효성에 영향을 주지 않도록 사전 평가할 것을 요구하고 있으며, 이를 위한 자료 제출에 명확한 가이드라인을 갖추고 있다. 주요 기관의 기대사항을 정리하면 다음과 같다:
FDA의 요구사항: FDA는 1999년 발행한 가이드라인 “Container Closure Systems for Packaging Human Drugs and Biologics”를 통해 포장 시스템에 대한 일반 원칙을 제시하고 있다. 이 가이드라인에 따르면, 약품의 용기와 마개 등 구성요소는 내용물과 반응하거나 성질을 변화시키거나 유해성분을 용출하지 않아야 하며(21 CFR 211.94 조항), 이를 입증하기 위해 Extractables/Leachables 자료가 필요할 수 있다고 명시한다. 특히 주사제, 흡입제 등 고위험 제형일수록 E&L 자료에 대한 기대가 높다. FDA 가이드라인은 **“적절한 방법(예: HPLC 또는 GC)으로 용기 구성요소의 휘발성 또는 비휘발성 추출물을 정성·정량 프로파일링 하라”**고 권고하고 있다. 즉 각 포장 부품(유리, 고무 등)에 대해 추출시험 결과와 추출물의 독성평가, 필요시 허용 한계 등을 제시하고, 나아가 실제 완제품에서 유해한 Leachable이 발생하지 않음을 보여주는 자료가 요구된다. 예를 들어 FDA는 Type I 유리용기의 경우 USP <660> (유리 용기의 화학적 내성시험) 통과로 기본 안전성을 인정하지만, 엘라스토머 마개의 경우 USP <381> (엘라스토머 적합성 시험)만으로는 부족할 수 있으므로 추가적인 화학적 추출평가 자료를 기대할 수 있다. 실제 NDA/ANDA 제출자료에서는 CTD 3.2.P.2 혹은 3.2.P.7 항목에 포장재의 구성, 규격 적합성(USP etc.), 추출시험 방법 및 결과, 검출된 물질 목록, Leachables 시험 결과 및 안전성 평가 등이 포함된다. 특히 검출된 Leachable이 있다면 그 최대 노출량과 안전성소견을 명확히 기술해야 하며, 필요한 경우 해당 물질을 불순물로 분류하여 완제 의약품의 제조공정 중 제어전략 또는 제품 규격에 반영하는 것도 고려된다. (예: 특정 Leachable이 일정 수준 이상 나오지 않도록 원료를 세척하거나, 방출시험에서 해당 Leachable을 모니터링하는 등의 조치.) 다행히 많은 경우 주사제의 Leachable은 극미량으로 규격시험까지 요구되지는 않지만, 평가 보고서에는 검출치와 안전판단 근거를 상세히 기술해야 한다.
EMA의 요구사항: EMA는 2005년 발행된 “Plastic Immediate Packaging Materials for Medicinal Products” 가이드라인 등에서 E&L 관련 요구사항을 다루고 있다. 이 가이드라인에 따르면 플라스틱 또는 고무 재질의 포장재를 사용하는 경우 추출시험 (extractables) 자료와 실제 제제와의 상호작용 시험 (leachables, 흡착/침출 시험) 및 그 결과 검출된 물질의 독성자료를 제출해야 한다고 명시한다. 특히 검출물질의 수준과 화학구조에 따라 필요한 독성 데이터 범위가 결정되며, 경우에 따라 발암성 또는 유전독성 평가까지 요구될 수 있다. EMA는 또한 2006년 “Pharmaceutical Quality of Inhalation and Nasal Products” 가이드라인에서 **“컴펜디얼 요건을 충족한 플라스틱/고무 용기라 할지라도, 해당 제품에 대한 Leachables 프로파일을 파악해야 한다”**고 명시하여, 실제 제품 수준의 용출물질 평가가 필수임을 강조했다. 유럽 지역 허가 제출자료(CTD)에서도 3.2.P.2 제제개발 파트나 3.2.P.7 용기폐쇄시스템 파트에 E&L 관련 시험 및 평가 결과가 포함되어야 하며, 의약품평가자들은 이 자료를 검토하여 포장-제제 간 상호작용으로 인한 품질 저하나 안전성 위험이 없는지 판단하게 된다.
기타 지역 및 가이드라인: ICH Q3E가 제정되면 미국, 유럽, 일본 등 ICH 회원국에서 통일된 E&L 요구사항이 적용될 전망이다. 현재까지는 지역별로 다소 접근 차이가 있으나 큰 틀은 유사하다. 일본 PMDA도 JP, USP 기준 준수 외에 독자 가이드라인을 통해 E&L 데이터를 요구하고 있으며, 중국 NMPA도 중국약전 및 NMPA 지침을 통해 E&L 평가를 강조하고 있다. 전 세계적으로 점차 Single-use 시스템(일회용 백, 튜빙 등) 사용이 늘면서 제조공정 단계의 용출물질 관리까지 관심이 확대되어, 미국에는 BPOG, ELSIE 같은 컨소시엄이 바이오공정에서의 Extractables 가이드라인을 내놓기도 했다. 하지만 주사제 완제품에 한정하면, 여전히 USP <1663>/<1664>와 PQRI 권고가 과학적 기준의 근간이며, 규제기관은 이를 준용한 자료를 기대하는 상황이다.
제출 자료의 구성: 일반적으로 제출 자료에는 다음 사항이 포함된다:
포장재 특성 및 규격: 용기(예: 유리 바이알)의 등급(Type I 등)과 시험 통과여부, 마개의 종류(예: 브로모부틸 러버)와 컴펜디얼 시험 (USP <381>, <87>/<88> 등 생물학적 반응성 시험) 결과를 명시. 재질의 조성 정보(제조사 DMF나 기술문서를 통해 획득한 구성 성분 리스트)도 제시한다. 이를 통해 어떤 물질이 나올 수 있는지 예측 근거로 삼는다.
Extractables 시험 요약: USP <1663>에 따라 수행한 Extractables 연구의 방법과 결과 요약을 제시한다. 어떤 용매들과 조건으로 어떤 부품을 추출했는지, 사용한 분석 기법들 (GC-MS, LC-MS, ICP-MS 등)과 검출 한계, Analytical Evaluation Threshold (AET) 값 등을 서술한다. 주요 검출 성분 목록을 표로 정리하고, 각 성분의 검출량 (예: µg/g 또는 µg/개)과 추정된 화학 구조를 기재한다. 중요하거나 우려되는 물질에는 별도 표시를 하며, 독성 평가가 필요한 이유를 간략 언급하기도 한다. (예: “2,6-di-tert-butylphenol – anti-oxidant, detected 20 µg/g in hexane extract – structure contains phenolic ring, low acute toxicity known.” 식으로.)
Leachables 시험 및 결과: USP <1664>에 따라 실제 완제품(약액)을 대상으로 실시한 Leachables 시험의 설계와 결과를 보고한다. 몇 개의 배치에서 어떤 조건으로 몇 개월 동안 보관하며 시료 채취했는지, 시험에 사용한 분석법의 검출한계(LOQ)와 밸리데이션 요약, 설정된 AET 등을 기술한다. 그리고 각 시점별로 검출된 Leachable 성분과 그 **농도(또는 단위당 양)**를 표로 제공한다. 일반적으로 유효기간 말기의 검출량이 중요하게 다뤄지며, 모든 성분이 AET 미만이었는지, 초과한 성분이 있었다면 무엇이었는지를 명확히 표시한다. 만약 Leachable 불검출이었다면 “시료 xx mL 기준 LOQ yy µg/mL 수준까지 검사한 결과, 저장 기간 전체에 걸쳐 어떠한 유기/무기 Leachable도 검출되지 않았다”는 식으로 결론을 제시한다.
독성 위험 평가: Extractables/Leachables로 검출된 각 성분에 대한 안전성 평가 내용을 기술한다. 여기에는 SCT, QT와의 비교, ICH Q3D 한도 대비 퍼센트, 또는 독성문헌 근거 등이 포함된다. 예를 들어 “검출된 물질 A는 일 최대 4 µg 환자 노출로, 주사제 QT 5 µg/day 이하이며, 해당 물질의 독성학 자료상 하루 100 µg까지 무독성 (NOAEL 기반)으로 보고되어 안전역이 충분함”과 같이 정량적 안전성 평가를 기록한다. 발암 우려 물질이라면 “TTC 기준으로 계산 시 이러한 노출수준에서의 추가 발암위험은 10^-6 이하” 등 정량 평가를 할 수 있다. 혹은 “검출된 X는 식품첨가물로도 사용되며 일일섭취허용량 대비 미미한 수준” 같은 비교도 활용된다. 독성 평가 결과 안전성에 문제가 없다고 결론지을 경우 그 근거를 명확히 인용하고, 만약 잠재 문제가 있다면 현재/향후의 관리계획(예: 규격 설정, 공급업체 변경 등)을 언급한다.
규제 기준 준수: E&L 관련으로 준수된 가이드라인/규격을 모두 나열한다. 예컨대 “USP <660> (유리 용기), <381> (엘라스토머), <1663>/<1664> 준용, ICH Q3D 준수, FDA 1999 가이드라인 참고” 등을 명시하여, 해당 제품의 포장 적합성 평가가 최신 규범에 부합함을 강조한다. FDA나 EMA 심사자 입장에서는 참고된 가이드라인과 권고를 보면 해당 자료의 충실도를 가늠할 수 있다. 최근에는 ICH Q3E (현재 개발 중인 Extractables/Leachables 국제 가이드라인) 초안 내용도 참고되어, 여기에 제시된 threshold 적용 및 평가절차를 따랐는지 보는 경향이 있다.
요약 및 결론: 마지막으로 해당 제품의 포장-제제 상호작용에 대한 전반적인 결론을 서술한다. 예를 들어: “제출품의 1차 포장 시스템(용기: Type I 유리, 마개: 브로모부틸 고무)은 본 문서에 제시된 자료를 통해 내용물과 화학적으로 양립하며, 저장기간 동안 유의미한 용출물질을 유발하지 않음이 입증되었다. 추출시험에서 확인된 잠재물질들은 실제 완제약에서 검출되지 않았거나, 검출된 소수 성분도 환자안전 한계 이하로 평가되었다. 따라서 본 포장시스템은 본 주사제의 용기-내용물 상호작용 면에서 적절한 것으로 판단된다.”와 같이 맺는다.
규제기관의 검토 포인트: 심사자는 제출된 E&L 자료를 검토하면서 다음을 중점적으로 확인한다:
시험 범위의 적절성 – 주요 포장 구성요소를 모두 다루었는가, 용매/조건 선정이 타당한가, 분석 민감도가 충분한가 등.
검출물질의 처리 – 검출된 모든 Leachable에 대해 적절한 동정과 정량이 이루어졌는지, 보고된 물질이 누락 없이 식별되었는지. 특히 신경써야 할 물질(발암성 등)이 간과되지 않았는지.
안전성 평가지원 – 보고된 Leachable 수준이 안전하다고 납득할 수 있는 근거가 제시되었는가. 만약 한계 초과 우려가 있다면 신청자가 어떤 위험완화 조치를 했는가.
규제순응성 – USP, EP 등 공전 시험에 부합하는지, ICH Q3D 금속 기준 충족여부, 식품포장 규정(21 CFR indirect additives) 준용 여부 등 관련 규정들을 놓치지 않았는지.
예를 들어 FDA는 과거 한 NDA에서 고무 마개에서 용출된 Zn^2+ 이온으로 인해 약물의 효능 저하 가능성이 지적된 사례가 있다. 이러한 경우 심사자는 “Zn이 X ppm 검출되었는데, 이게 제품에 어떤 영향? 독성은 없나? 약물과 반응은?” 등을 질문하게 된다. 따라서 자료 작성자는 검출된 E&L 물질이 품질이나 안전성에 미치는 영향까지 고찰하여 대비해야 한다.
결론: E&L 평가는 현대 의약품 개발에서 빠뜨릴 수 없는 요소로 자리잡았다. 규제기관들은 환자안전을 보장하고 제품품질을 안정화하기 위해 과학적 근거에 기반한 E&L 평가를 요구하며, 특히 주사제처럼 전신노출되는 제형에서는 그 요구 수준이 높다. USP <1663>/<1664>와 PQRI 권고, ICH Q3E 초안 등이 제시하는 모범 사례를 따르면, 포장-내용물 상호작용에 대한 체계적인 접근이 가능하다. 중요한 것은 **최신 가이드라인(예: 2023년 PQRI Parenteral 권고)**에서 제시된 threshold와 best practice를 반영하여 자료를 준비하는 것이며, 이를 통해 FDA, EMA 등에서 기대하는 종합적이고 근거있는 E&L 리스크 평가를 충족시키는 것이다. 결국 충분한 E&L 데이터를 갖춘 제품은 규제심사에서도 포장적합성에 대한 이슈가 최소화되어, 환자에게 안전하고 일관된 품질의 약물을 공급할 수 있게 된다.
참고 자료: 최신 USP <1663>/<1664> 총칙, PQRI PODP (Parenteral and Ophthalmic Drug Products) 보고서(2022), ICH Q3E 워크플랜(2024), FDA/EMA 가이드라인 및 관련 문헌 등을 기반으로 작성. E&L 평가는 각 제품마다 상황이 다르므로, 제출 시에는 해당 제품의 특성을 반영한 맞춤형 평가 전략을 수립하는 것이 중요하다.
** AI 기반(잘못된정보제공가능) 질의 응답으로 본 (큐비디) 메거진 기사글은 참고용입니다. 해당 분야의 전문가 또는 규제당국의 의견과는 다를 수 있습니다. **
주사제 용기-내용물 상호작용 평가: Extractables 및 Leachables 연구 가이드
1. USP <1663>에 따른 Extractables Study 수행 절차
개요: Extractables는 용기-폐쇄 시스템에서 강한 조건(고온, 극성/비극성 용매 등)에 노출될 때 용출되는 화학물질들을 말하며, Leachables는 실제 사용 조건에서 제제에 이행되어 들어가는 물질들을 뜻한다. Extractables 평가는 주사제와 접촉하는 1차 포장 구성요소(예: 유리 바이알, 고무 마개 등)로부터 **“최악의 조건”**에서 추출될 수 있는 모든 물질을 찾아내는 것이 목적이다. 이를 통해 잠재적 Leachable 후보를 파악하고, 이후의 Leachables 평가에 대비한다.
절차 요약: USP <1663>에서는 Extractables 평가를 위해 다음과 같은 4단계 과정을 권장한다:
Scouting (정찰 단계): 포장 재질의 물리화학적 성질을 파악하기 위해 자외선/가시부 흡광(UV-Vis), FT-IR, 총유기탄소(TOC), 추출 용액의 pH 등의 대략적 분석을 수행한다. 이를 통해 포장재가 함유한 전반적인 유기물/무기물 함량과 거동을 가늠한다.
Discovery (발견 단계): 다양한 분석기술을 동원하여 추출물 중 개별 성분의 존재를 탐색한다. 보통 크로마토그래피 분리 기법과 질량분석 등을 사용하여 추출물의 피크들을 스크리닝한다. 이 단계에서는 반정량적 스크리닝으로 주요 성분들을 찾아낸다.
Identification (동정 단계): 검출된 화합물들의 정체를 규명한다. 시료의 질량스펙트럼 데이터베이스 검색, 분해패턴 분석 등을 통해 물질의 구조를 추정하며, 필요하면 **정확질량(High-Resolution MS)**이나 NMR 등의 추가 분석으로 신뢰도를 높인다. USP <1663>는 동정 수준을 Tentative(잠정), Confident(신뢰), Confirmed(확증) 세 등급으로 분류하며, 독성 평가를 위해서는 가급적 Confident 이상의 동정을 권장한다. 예를 들어 단순 탄화수소류(독성 낮음)는 구조계열만 알아도 충분할 수 있으나, 방향족 고리나 할로젠 치환기를 가진 경우 잠정 동정만으로는 불충분하며 추가 확인이 필요하다.
Quantitation (정량 단계): 중요한 추출물질에 대해 얼마나 존재하는지를 측정한다. 확인된 타깃 성분들에 대해 교정용 표준품을 사용하여 정확한 함량을 정량하거나, 표준품이 없을 경우 비슷한 대리물질을 이용해 반정량한다. 이때 검출된 물질의 농도가 분석평가한계(AET) 이상인 경우에는 정량 및 보고 대상이 된다.
용매 선정 및 추출 조건: USP <1663>는 실제 사용 조건을 모사하거나 그보다 가혹한 조건을 적용하여 최대한 많은 잠재 물질을 추출할 것을 강조한다. 따라서 다양한 극성 범위와 pH 조건의 용매를 사용하고, 고온·장시간 추출을 실시한다. 일반적으로 사용되는 용매 및 조건 예시는 아래와 같다:
용매 유형 예시 추출 대상
각 용매는 제품의 조성 및 극한 조건을 고려해 선택한다. 예를 들어 주사제 대부분은 pH 2.5~9.5 범위 내에 있으므로 해당 범위의 수성 용액들(예: pH 2.5 산성, pH 9.5 알칼리)을 사용하여 광범위한 pH 조건을 커버하는 것이 권장된다. 또한 극성/비극성 용매를 병행 사용하여 친수성부터 지용성까지 모든 종류의 첨가제가 추출되도록 설계한다.
추출 방법으로는 침적 추출(용매에 침지하여 수 일~수 주 방치)이나 가열 순환(리플럭스, Soxhlet 추출 등), 초음파 가속 추출, 가압 용매추출(ASE), 오토클레이브(멸균 조건) 등이 활용된다. 예를 들어 멸균되는 주사제 용기라면 실제 멸균공정(121℃, 1기압에서 30분 등)을 가혹 조건으로 적용해 추출 시험을 할 수 있다. 또한 용기-내용물 비율도 worst-case로 잡는데, 통상 6 cm²/mL 정도의 표준 비율을 보다 높여 10~20 cm²/mL까지 노출시켜 보는 등 표면적 대 부피비를 극대화하여 추출물 양을 늘리는 전략을 쓴다. 추출 시간은 24시간부터 최대 30일까지 연장하여 장기간 노출 효과를 관찰하며, **여러 번 연속 추출(다단 추출)**하여 더 이상 추출물이 나오지 않을 때까지 수행함으로써 **exhaustive extraction(철저 추출)**을 달성한다. 이렇게 충분히 추출된 후 용액을 농축하거나 건조해 **무게법 잔류물(NVR)**을 측정하면 추출이 포화에 이르렀는지 판단할 수 있다.
분석 기법: 추출물을 분석하기 위해 다양한 분석 장비를 활용한다. USP <1663>는 한 가지 기법에 의존하지 말고 여러 상보적 기법을 사용하여 휘발성부터 비휘발성, 유기부터 무기까지 폭넓게 검출할 것을 권고한다. 일반적으로 사용되는 분석법과 그 목적은 다음과 같다:
분석 기법 검출 대상 및 목적
각 분석법에서 관찰된 피크들은 데이터베이스 검색, 분해 패턴 해석 등을 통해 앞서 언급한 Tentative/Confident 수준으로 구조 동정되며, 경우에 따라 합성표준품과의 머무름시간 및 MS 스펙트럼 일치로 확증한다. 또한 추출물 내 주요 성분은 해당 기기의 검량선을 이용해 농도를 산출한다. 이때 검출/정량된 모든 성분을 다 보고하지는 않고, “Analytical Evaluation Threshold (AET)” 이상의 성분들을 보고 및 평가 대상으로 삼는다. AET는 이어지는 2절에서 자세히 다룬다.
검출 대상 물질: Extractables 연구에서는 주사제 포장 구성요소로부터 나올 수 있는 모든 종류의 화학물질을 포괄적으로 고려한다. 구체적으로, 유리 바이알의 경우 주로 무기 성분이 용출 우려 대상이다. Type I borosilicate 유리는 약알칼리 성질로 장기간 접촉 시 Na^+, Ca^2+, B(붕소) 등이 미량 용출되어 용액의 pH를 높일 수 있으며, 경우에 따라 Al 등 금속도 추출된다. (USP <660>에 규정된 물 공격성 시험 등을 통과한 유리는 일반적으로 이들 용출물이 안전한 한도 이내임을 입증해야 한다고 보고 있다.) 또한 유리 제조 시 쓰인 성분 중 중금속(As, Pb 등)은 Type I 유리에서는 극미량이지만, 여전히 E&L 평가에서 ICP-MS로 확인 대상이 된다. **고무 마개(엘라스토머)**의 경우 복합 재료이므로 유기물과 무기물 모두 다양한 추출물이 나온다. 예를 들면:
가황촉진제 부산물: 부틸고무 제조에 흔히 쓰이는 2-머캅토벤조티아졸(2-MBT) 등의 잔류 또는 용출, 다른 벤조티아졸류, 티오람계 화합물 등이 검출될 수 있다.
안정화제/가소제: BHT(부틸화이드록시톨루엔), Irganox 1010 등의 페놀계 항산화제나 가소제가 사용된 경우 추출액에서 검출될 수 있다. 실제로 가황된 할로부틸 고무에서는 헥산 추출 시 Irganox 1010이 수백 µg 수준으로 녹출되었다는 보고가 있다.
유기산 및 기타 첨가제: 경화제나 충전제로 쓰인 스테아르산염 (예: Zn 스테아레이트)은 분해되어 **지방산(팔미틱산 등)**이나 아세틱산 등의 형태로 검출될 수 있고, 실리콘오일 코팅된 마개라면 실록산 올리고머들이 추출된다.
니트로사민류: 합성고무 제조 시 2차 아민계 가황제가 쓰인 경우 발암우려물질인 니트로사민(예: N-니트로소디메틸아민 등)이 극미량 생성될 수 있어, 별도 특이적 분석으로 확인한다. (West사는 자체 엘라스토머별 니트로사민 데이터시트를 제공하고 있으며, 대표 포뮬레이션에 대해 추출 시 검출되는 니트로사민 농도를 제시한 바 있다.)
무기물: 엘라스토머 배합물의 충전제나 촉매 금속으로서 Zn, Ca, Mg 등이 포함되므로, 추출물에서 Zn^2+, Ca^2+ 등이 검출될 수 있다. 가황촉진으로 쓰인 산화아연의 영향으로 고무 마개 추출액에서 아연 수십 µg 단위 검출 사례도 있다. 이러한 금속 및 음이온 결과는 용매의 pH에 큰 영향 없이 비교적 일관되게 검출되는 경향이 있다.
요약하면, Extractables Study에서는 약품 포장재가 가진 모든 잠재 화학물 목록(extractables profile)을 작성하는 것이 목표이며, 이를 위해 다양한 조건에서 최대한의 물질을 추출 및 검출한다. 그렇게 도출된 profile은 다음 단계인 Leachables 평가의 기준 정보로 활용된다.
2. 추출/용출물질 결과의 해석 기준 및 독성 평가 (TTC 접근법)
Extractables 및 Leachables 평가 결과를 해석할 때는 어떤 물질이 어느 정도 수준에서 검출되었을 때 우려대상으로 간주할지에 대한 명확한 기준이 필요하다. 이를 위해 PQRI(미국 제약품질연구소)와 규제기관들은 노출 기반의 안전 한계치들을 제안해 왔으며, ICH도 글로벌 가이드라인 Q3E를 통해 이를 표준화하려 하고 있다. 특히 Threshold of Toxicological Concern (TTC) 개념을 응용한 **Safety Concern Threshold (SCT)**와, Qualification Threshold (QT), Analytical Evaluation Threshold (AET) 개념이 핵심적이다.
Safety Concern Threshold (SCT): 환자가 일일 노출하는 Leachable 양이 이 값 미만일 경우 독성학적 우려가 무시될 수 있는 매우 낮은 수준이라고 간주되는 한계치이다. 즉 이 미만에서는 발암성이든 비발암성이든 안전성 문제를 일으킬 가능성이 극히 낮다고 보는 용출량 기준이다. PQRI OINDP(흡입제) 권고에서 처음 도입되었으며, 흡입제의 SCT는 엄격하게 0.15 µg/일로 설정된 바 있다. **주사제(PDP)**의 경우 경로 특성을 고려해 SCT를 다소 완화하여 1.5 µg/일로 설정하는 것이 업계 권고로 채택되었다. ICH Q3E에서도 대부분의 유기물질에 대해 SCT = 1.5 µg/day를 채택하고 있으며, 다만 N-니트로소 화합물이나 알킬-아조키스(azoxy) 화합물처럼 극소량도 위험한 특수 물질은 별도로 더 낮은 SCT를 적용해야 한다고 언급된다. SCT는 독성자료가 부족한 미지의 화합물들도 이 값 이하이면 de minimis 수준으로 보고, 개별 독성평가 없이 무시 가능토록 한 개념이다.
Qualification Threshold (QT): Leachable 양이 이 값 미만일 경우 구조 또는 특정 우려가 없는 한 별도의 독성학적 **정식 평가(안전성 입증)**를 요구하지 않을 수 있는 한계치이다. PQRI는 일반 독성정보가 없고 피부/점막 자극성 등 우려도 없는 경우, 주사제에서 5 µg/일 이하 검출된 물질은 굳이 상세한 안전성 평가나 추가 독성시험 없이도 수용할 수 있는 수준으로 보았다. 즉 QT 이하는 “독성학적 Qualification(안전성 입증) 면제” 기준으로 여긴다. 반대로 어떤 Leachable이 QT를 초과하면, 그 물질의 독성 프로파일을 문헌조사, 독성시험 등으로 규명하여 투여량이 인체에 안전함을 별도로 소명해야 한다. (예: 1일 10 µg 들어오는 물질 X가 있다면 발암성/유전독성 여부, 만성독성 기준에서 10 µg/day가 안전한지 등을 입증해야 함.) 단, QT 이하라도 구조적으로 불안한 물질(발암추정구조 등)은 별도 취급해야 하며, SCT 이하여도 니트로사민처럼 엄격 관리 대상인 경우는 예외다.
Analytical Evaluation Threshold (AET): 이것은 시험실 분석 단계에서 사용하는 **“분석 평가 한계”**로, 검출된 피크 중 어느 크기 이상을 식별/평가 대상으로 삼을지 결정하는 기준선을 뜻한다. AET는 제품별 상황(일일 투여량, 한 용기에서 나오는 최대 용출량, 분석법 감도 등)을 고려하여 SCT를 기준으로 계산된다. 일반적으로 AET = SCT × (1일 허용량 대비 분석 샘플의 용출량 환산계수)^-1 등의 식으로 산출하며, 쉽게 말해 **“이 이상의 양이 검출된 피크는 유의하게 환자가 노출될 수 있는 수준이니 확인 필요”**임을 나타낸다. 예를 들어 주사제를 1일 1회 투여한다면 AET는 SCT 1.5 µg/일을 1회 분량으로 나눈 값(약 1.5 µg/용기) 정도가 되고, 1일 3회 투여하는 약물이라면 AET가 1/3로 낮아져 약 0.5 µg/용기 수준이 된다. Chromatogram 상에 이 AET에 해당하는 크기의 신호를 기준선으로 그어, 그 선 이상인 피크들은 전부 동정 및 정량해야 하며, 그 이하는 잡음 수준으로 간주하여 추적하지 않을 수 있다. 단, AET 이하면 무조건 안전하다는 뜻은 아니라서, 앞서 말한 특이물질(예: 니트로사민류)은 AET보다 낮은 수준이라도 미리 타겟으로 지정하여 모니터링해야 한다고 권고된다. AET는 분석 민감도 및 데이터 처리와도 관련이 있어, 너무 낮게 설정하면 가짜 신호까지 모두 확인해야 하므로 적절한 값으로 설정하고 적합성 입증이 필요하다.
위 개념들을 표로 정리하면 다음과 같다:
Threshold (한계치) 정의 및 역할 주사제 적용값 (예시)
우려 물질의 판정: Extractables/Leachables 결과에서 어떤 경우 “우려되는 물질”로 간주하는가는 보통 위 Threshold들을 기준으로 한다. 일반적인 판단 원칙은 다음과 같다:
Leachable의 경우: 실제 제제에서 검출된 물질이 **SCT (1.5 µg/일)**을 초과하면 무시할 수 없는 노출로 보고, 반드시 독성학적 평가를 거쳐 안전성을 확인하거나 해당 물질의 양을 감소시키는 대책을 강구해야 한다. 만약 **QT (5 µg/일)**도 초과한다면 독성 전문가의 심층평가 및 필요시 추가 독성시험까지 고려하여 그 수준에서 안전한지 **입증(qualification)**해야 한다. 반면 검출량이 SCT 미만이면 (특수독성 물질이 아닌 이상) 일반적으로 환자 위해 우려는 없으므로, 원칙적으로는 추가 조치나 보고 불필요하다. 다만 실제 규제보고에서는 “SCT 미만이라 보고 생략”하기보다는, 검출된 사실과 수치를 언급하되 “해당 용출량은 SCT인 1.5 µg/일 미만이므로 환자안전 우려가 없다고 판단” 식으로 기술하여 넘어가는 경우가 많다. AET는 분석상의 커트라인이므로, Leachables 분석법을 개발할 때 검출한계/정량한계를 AET보다 충분히 낮게 설정하고, 크로마토그램에서 AET 이상의 모든 피크를 대상으로 확인 및 정량한다. Leachables 시험에서 AET 이상의 피크가 존재하지 않으면 “No leachables above AET detected”으로 요약하여 보고할 수 있다.
Extractables의 경우: Extractables 시험은 “가혹조건 하에 나타날 수 있는 잠재물질”까지 다 포함하므로 실제보다 과잉으로 검출되는 경향이 있다. 따라서 규제보고 시 extractables 결과 자체로 일일 노출량을 직접 논하기보다는, 검출된 각 물질이 Leachable로 전이될 가능성과 독성 프로파일에 따라 선별적으로 우려 물질을 추린다. 일반적으로 Extractables 중에서 AET 이상의 신호들은 리스트업하고, 이들 중 독성학적으로 유의한 구조(예: 발암성, 유전독성 물질 혹은 ICH M7 돌연변이원성 분류에 드는 구조 등)는 특별히 우려 물질로 강조한다. 예컨대 추출물에서 페놀계 항산화제가 발견되었다면 비교적 안전한 물질일 수 있으나, 니트로사민이나 다환방향족탄화수소(PAH) 등이 미량이라도 검출됐다면 해당 물질은 SCT 이하라도 *“우려되는 물질”*로 간주되어 강화된 관리나 추가평가가 필요하다. 실제로 PAH의 경우 1990년대 MDI 흡입기 고무실에서 PAH가 극미량 검출되어도 FDA가 문제 삼았던 사례가 있으며, 이는 추후 E&L 규제 강화의 계기가 되었다. 마찬가지로 니트로사민류는 현재 규제기관들이 한도 18 ng/일 등의 초저농도로 관리 중인 바, 추출물 단계에서 만약 검출되면 (AET보다 낮더라도) *“우려 물질”*로 지목하여, 잠재 Leachable로서 민감한 분석법 개발 및 저감 노력이 요구된다.
금속 불순물: 금속의 경우 ICH Q3D에서 정한 각 금속별 Permitted Daily Exposure (PDE)을 초과하는 수준이면 우려 물질로 간주한다. 예컨대 주사제용으로 낮은 PDE가 설정된 As, Pb, Cd, Hg(각각 1.5, 3.5, 5, 3 µg/일) 등이 검출되었을 때 PDE 대비 얼마나 차지하는지 평가한다. 다행히 대부분의 1차 포장재(유리, 고무)는 이러한 중금속은 거의 함유하지 않지만, 유리의 Al, B, Na 등은 Q3D에서는 독성 우려 낮은 Class元素지만 제품 품질에 영향 줄 수 있으므로 (pH 변화 등) 별도 관리 대상이 된다. 규제상으로는 Type I 유리는 USP <660> 규격 시험 (주정 시험, 중금속 한도 등) 합격으로 기본 안전성을 인정하지만, 실제 제품에 적용시에는 해당 유리가 제제에 끼칠 영향(예: pH상승)을 검토해야 한다. 참고: 금속의 E&L 관리는 보통 E&L보다는 원료약 및 완제약의 원소불순물 관리 프로세스(ICH Q3D 준수)에 통합되어 다루어진다.
독성평가 및 TTC 적용: 우려 물질로 선별된 추출물질/용출물질에 대해서는 독성평가를 수행한다. 우선 문헌에 해당 화합물의 독성자료(예: TD50, NOAEL, 발암성 여부 등)가 존재하면 그것을 바탕으로 **일일 허용노출량(PDE)**이나 비교기준을 설정한다. 자료가 부족한 신규 물질인 경우 TTC 접근법을 활용할 수 있다. TTC는 해당 물질의 구조분류(예: 구조적 경고신호 여부)에 따라 독성잠재성을 보수적으로 가정하고 아주 낮은 노출 한도를 적용하는 방식이다. 예를 들어 구조상 DNA 반응성 가능성이 없는 일반 유기물질이라면 일일 1.5 µg은 안전하다고 보는 것이 TTC 개념이고, 배향성 질소(N-nitroso) 구조처럼 강한 발암 유발기가 있으면 0.15 µg/일 이하의 훨씬 낮은 TTC를 적용한다는 식이다. ICH M7 가이드라인 (불순물의 발암위해평가)에서도 유사하게 일일 1.5 µg을 인체 무시가능 한계(시생체 1×10^-5 발암위험 기준)로 설정하고 있으며, PQRI의 E&L 권고도 이를 준용하였다. 결국 독성평가는 자료기반 실독성평가와 자료부족시 TTC기반 평가를 조합하여, 검출된 Leachable 각각이 어느 수준까지 안전한지 판단하고, 현재 검출량이 그 수준 이내인지 확인하는 작업이다. 만약 어떤 Leachable이 허용 수준을 초과하면 허용범위 내로 낮추기 위한 조치(포장재 변경, 세정 등)가 필요하다.
정리하면, E&L 결과 해석은 노출량을 기준으로 “무시 가능” vs “평가 필요” vs “추가조치 필요”를 구분하는 것이며, SCT/QT 같은 Threshold들이 그 결정 기준을 제공한다. 이를 통해 합리적인 근거로 환자안전을 확보하면서도, 지나치게 미량의 검출물까지 문제 삼아 개발을 저해하지 않도록 균형을 맞추게 된다. 이러한 접근은 최신 ICH Q3E 가이드에도 반영되어 전 세계적으로 통일된 기준을 제시할 예정이다.
3. USP <1664>에 따른 Leachables Study 설계 및 수행 시점
Leachables Study는 실제 약물 제제와 완제품 용기가 정상적인 보관·사용 조건에서 접촉할 때, 포장재로부터 **이행되어 제제 속에 남는 물질(Leachable)**들을 정량적으로 평가하는 시험이다. USP <1664>에서는 “과학적으로 타당한 leachable 평가를 수행하여, 해당 포장체계가 의약품 사용 적합성을 충족함을 입증하는 것이 중요하다”고 명시하고 있다. Extractables 시험이 선행되었다면 이를 바탕으로 어떤 물질을 찾을지(Target) 대략 결정할 수 있으며, Leachables 시험은 Extractables에서 예측된 물질들이 실제로 제제에서 검출되는지, 또 그 양이 얼마인지를 확인하여 환자 노출량을 평가하는 데 초점을 둔다.
수행 시기: Leachables 평가는 일반적으로 본격적인 안정성(stability) 평가와 병행하여 수행된다. 이상적인 시점은 제품 개발 막바지, 즉 확정된 포장 시스템과 완제 제제로 말기 안정성 시험을 할 때 함께 실시하는 것이다. 예를 들어 3개 생산배치를 2년 실시간 보관하며 안정성 시험을 진행한다면, 동일 샘플에서 정기적으로 Leachable 분석을 실시한다. 시료 채취 주기는 보통 안정성 자료 제출 요구와 동일하게 설정된다: 초기(0개월), 3개월, 6개월, 9개월, 12개월, (18개월), 최종 유효기간(24개월) 등의 지점에서 시료를 채취하여 Leachable 함유 여부를 검사한다. 특히 유효기간 말기(end-of-shelf-life) 시점의 데이터가 중요하며, 이는 해당 제품의 최대 누적 노출 시 검출되는 Leachable 양을 알려준다.
시험 설계: Leachables 시험설계에서는 실제 보관조건과 복용 시나리오를 최대한 반영해야 한다. 주요 고려사항은 다음과 같다:
보관 온도/기간: 약품 보관의 실시간 조건(예: 25℃/60%RH, 24개월)이 기본이다. 이와 함께 ICH 가이드라인에 따른 가속 조건(예: 40℃/75%RH, 6개월)에서도 Leachable을 평가할 수 있다. 가속 조건은 시간이 짧지만 온도가 높아 leachable 이행을 앞당기는 효과가 있어, 실제 장기 보관 시 나타날 현상을 조기에 포착하거나 worst-case를 예측하는 데 유용하다. 다만 가속 조건 데이터는 보조적 판단자료이며, 궁극적으로 실시간 조건에서의 최종 결과가 규제상 결정적이다.
시험 대상 및 방식: 가급적 실제 약액을 대상으로 시험하는 것이 권장된다. 제형 (용액, 현탁액 등)이 포장재와 접촉하여 있을 때 일어나는 상호작용을 그대로 반영하기 위해서이다. 경우에 따라 placebo 액(유효성분 제거한 제제기저)으로 Leachable 시험을 별도 진행하기도 한다. 이는 유효성분이 분석에 간섭하거나 분해되어 신호를 복잡하게 할 우려가 있을 때 유용하며, 유효성분 자체에는 영향 없지만 포장재로부터의 오염 여부만 판단하려는 의도로 쓰인다. 그러나 최종 판단은 실제 완제의약품에서의 데이터로 이뤄져야 하므로, 가능하다면 실제 제품에서 직접 Leachable을 분석하는 방법을 개발한다.
Worst-case 시나리오: Leachables 설계 시 가장 극단적 조건에서 Leachable이 증가할 가능성을 고려해야 한다. 예를 들어 용액형 주사제라면 용기 내 최대 두면적대비 최소 주사액 부피 조건이 worst-case가 된다. 작은 충전량일수록 같은 포장재에 노출되는 약액 부피가 적어 농도가 더 높아질 수 있기 때문이다. 따라서 여러 충전량으로 제품이 출시된다면, 최소 충전량 제품을 대상으로 E&L을 수행하는 것이 보수적이다. 또 다른 예로 동결건조 주사제(분말 제형 후 용해 사용)의 경우, 실제 보관 중에는 고체 상태라 Leachable 발생이 미미하지만, 재구성 후 일정 시간이 지나면 고무 마개에서 물질이 녹아나올 수 있다. 이런 경우 재구성 후 시간(예: 즉시, 24시간 등)을 고려하여 용출물질을 평가하거나, 재구성 용액을 가혹조건(고온) 하에 노출해보는 시뮬레이션 실험을 설계할 수 있다. USP <1664>도 필요 시 **“simulation study”**로 실제 사용 상황을 실험실에서 재현하여 Leachable을 조사할 수 있다고 언급한다.
검출 한계와 AET: Leachables 분석은 정량적 목표 분석이므로, 미리 설정한 AET보다 낮은 농도까지 검출할 수 있는 민감도를 확보해야 한다. 일반적으로 Extractables 단계에서 규명된 타깃 물질들의 검출 예상 농도를 계산해 보고, 그보다 한참 낮은 LOQ를 가지도록 분석법을 최적화한다. 예컨대 어떤 고무첨가제가 extractables에서 100 µg/g 마개 수준 검출되었고, 10 mL 약액에 접촉한다고 가정하면 이론상 최대 10 µg/mL 용출 가능성이 있다. 이것이 안전한계 (예 5 µg/day) 근처라면, 최소 1 µg/mL 이하, 가능하면 수백 ng/mL대까지 정량할 수 있는 분석법이 필요하다. 이를 위해 시료 전처리(농축 등)나 선택적 이온모드(SIM), MS/MS 정밀정량 등 기법을 사용한다. 내부표준물질을 첨가하여 회수율을 보정하고 정량 신뢰성을 높이며, 분석법은 밸리데이션을 통해 정확도, 정밀도, 선택성 등을 입증한다. ICH Q2(R1) 가이드라인에 따라 밸리데이션 한 후 실제 시료에 적용하는 것이 일반적이며, FDA/EMA도 밸리데이션 된 Leachables 시험법을 통한 데이터 제출을 기대한다.
분석 방법: Leachables 분석에는 Extractables에서 타깃으로 선정된 물질들에 특화된 정량법을 개발하는 것이 일반적이다. 예를 들어 Extractables에서 특정 엘라스토머 산화방지제가 발견되었다면, Leachables에서는 그 물질을 표준품으로 하는 LC-MS/MS 정량법을 마련하여 약액 중 함량을 측정한다. 이러한 **대상 분석(Targeted analysis)**은 감도가 높고 정밀하여 신뢰도 높은 수치를 얻을 수 있다. 동시에 예상치 못한 다른 Leachable이 발생할 가능성에 대비해, 주요 범주에 대한 스크리닝도 수행한다. 예를 들어 “타깃 이외의 휘발성 유기물질도 혹시 생성되었는지” 확인하려고 headspace-GC-MS 스캔을 추가하거나, “비극성 유기물의 새로운 피크가 있는지” HPLC-UV 크로마토그램을 검토하는 식이다. 이러한 포괄적+타깃 접근을 통해 Leachables에 누락이 없도록 한다.
데이터 해석: 얻어진 Leachables 데이터는 각 시점별 검출량을 가지고 시간 경향을 본다. 일반적으로 Leachable 농도는 초기에는 불검출이었다가 시간이 지나면서 서서히 나타나 유효기간 말기에 최대치를 기록하거나 plateau에 도달한다. 금속 이온처럼 용출 초기 급격히 나오고 이후 변화 없는 경우도 있다. 이러한 경향을 파악하여, 유효기간 동안 환자가 노출될 최대량을 확인하고, 이는 SCT/QT와 비교하여 안전 margin 평가에 활용된다. Leachables가 모든 시점 내내 AET 미만이면 “임상적으로 유의한 Leachable 없음”으로 결론낼 수 있다. 만약 검출된다면 검출된 성분의 정체와 최대치, 일일노출량(예: X µg per vial, 1회 투여량)을 명시하고 앞 절의 기준에 따라 안전성 평가 결과를 함께 제시한다.
4. Extractables와 Leachables의 연계 해석
Extractables 프로파일과 Leachables 결과는 밀접한 연관성을 가지고 상호 보완적으로 해석된다. Extractables 시험에서 얻어진 정보는 Leachables 평가의 출발점이 되며, Leachables 시험을 통해 Extractables에서 우려했던 물질들의 현실 노출 수준을 확인하게 된다.
Extractables 프로파일의 활용: USP <1663>에서도 명시하듯이, Leachables 평가에 앞서 Extractables 평가를 수행하여 포장 시스템이 내포한 잠재적 위험 물질을 미리 파악하는 것이 바람직하다. Extractables 프로파일에는 다양한 물질들이 나열되지만, 이 중 실제 제제에 나올 가능성이 높은 물질을 가려내는 작업이 중요하다. 이를 위해 고려하는 요소들은:
용해도/분배 특성: Extractables에서 검출된 물질이라도 제제 중에 용해되지 않는 성분은 실제 Leachable로 나타나지 않을 수 있다. 예를 들어 고무 마개에서 추출된 어떤 친유성 첨가제가 실제 주사액 (수성)에 잘 녹지 않는다면, Leachable로서는 미검출될 가능성이 높다. 반대로 극성 물질은 수성 제제에 쉽게 녹아 나올 수 있다. 따라서 각 추출물질의 **물리화학적 성질(예: logP, pKa 등)**을 검토하여 제제와의 친화도를 평가한다.
추출 조건 vs 실제 조건: Extractables 시험의 조건이 현실과 얼마나 다른지도 고려된다. 예를 들어 50% 에탄올로 추출되어 나온 물질은 실제 물 기반 제제에서는 덜 용출될 수 있다. 121℃ 가열로 나온 물질은 상온 보관에서는 거의 안 나올 수도 있다. 따라서 Extractables 리스트 중 실제 보관환경과 부합하는 조건에서 나온 물질을 우선적으로 Leachables 타깃 후보로 삼는다. PQRI는 실제 주사제의 pH범위를 고려해 pH 2.5, 5.0, 7.0, 9.5 등에서 extractables를 보라고 권했는데, 이것은 현실 조건별로 어떤 물질이 나올지 가늠하려는 취지이다.
정량적 여유 (Safety margin): Extractables 단계에서 어떤 물질이 극소량 검출되었고 (예: AET 부근), 독성도 무시할 수준이라면 실제 Leachables 평가에서 큰 문제가 되지 않을 가능성이 높다. 반면 Extractables에서 상당히 많은 양이 추출된 물질은 실제로도 Leachable로 나타날 경우 일일 노출이 클 수 있으므로, Leachables 시험에서 중점 모니터링 대상이 된다.
이러한 고려를 통해, 최종적으로 **“Leachables 관심 목록”**을 도출한다. 여기에는 예를 들어 “고무 마개에서 나온 2-MBT, BHT, Zn 등과 유리에서 나온 Na, B” 같이 실제 나올 법한 물질들이 포함된다. 이 리스트를 기반으로 앞서 3절에서 설명한 타깃 분석법을 준비하게 된다.
Leachables 결과의 피드백: 일단 Leachables 시험이 진행되면, 그 관심 목록 물질들이 실제 검출되었는지 여부를 확인하게 된다. 이상적인 경우, Extractables에서 예측한 물질들이 실제 검출되어도 극미량이어서 SCT 이내로 안전하거나, 아예 검출한계 미만으로 나오기도 한다. 실제로 Extractables 프로파일 중 일부는 “실제로는 안 나오는” 경우가 흔하다 – 왜냐하면 Extractables 시험은 극한 조건으로 억지로 뽑아낸 것이기 때문이다. 예를 들어 헥산 추출로 50 µg 나왔던 물질이 수성 제제에서는 LOQ 미만인 사례들이 이에 해당한다. 이 경우 해당 물질은 Leachables로 걱정할 필요가 없게 되어 리스크 해소로 간주된다.
반면, Leachables 시험에서 예상치 못한 물질이 검출되는 경우도 있다. 이는 몇 가지 원인으로 발생한다:
Extractables 단계에서 간과된 물질: 예를 들어 Extractables 용매 선택에 없던 특정 용매에서만 나오는 물질이 실제 제제에서 용출될 수 있다. 또는 Extractables 분석 감도가 부족해 놓친 미량 물질이 실제에서는 누적되어 나타날 수 있다. 이때는 해당 물질을 추가 동정하여 출처를 찾아야 한다. 새로운 Leachable이 포장재 기원이라면 Extractables 조건을 재검토해 추가 추출시험을 할 수도 있다.
제제-포장 상호작용 산물: 드물지만 Leachable로 신규 생성물이 나타나는 경우가 있다. 예를 들어 포장재의 성분이 약물과 화학반응하여 다른 화합물이 생기는 경우다. Thermo Fisher Whitepaper에서는 “Leachable이 약물이나 포장재와 상호작용하여 새로운 성분이 나타날 수 있다”고 지적하고 있다. 이런 케이스에서는 Extractables에서는 원형태만 보였지만 실제 제제에서는 변형되어 검출되기에, 사전 예측이 어려웠던 것이다. 이 경우 해당 Leachable의 구조 규명 및 안전평가가 추가로 필요하며, 원인을 줄이기 위한 대책(예: 포장재 코팅, 처방 변경 등)도 고려된다.
2차 포장 또는 제조공정 기여: Extractables는 1차 포장에 집중하지만 실제 제품은 2차포장(라벨, 종이 상자 등)이나 제조공정 기기(튜빙, 필터 등)와도 접촉한다. 만약 이들로부터 들어온 불순물이 있다면, 그것은 Extractables (1차 포장 한정) 범위 밖이므로 새로운 Leachable로 관찰될 수 있다. 따라서 E&L 평가는 전체 접촉재를 포괄해야 하며, 필요시 별도의 공정용 부품 Extractables 시험도 실시한다. 예를 들어 주사제 제조 시 쓰인 여과기에서 유기물 용출이 있어 약액에 잔류할 수 있다면, 해당 여과기에 대한 Extractables/Leachables 평가 (공정 적합성 평가의 일환)도 시행되고, 그 결과를 포장재 유래 Leachable과 함께 고려해야 한다.
상호 연계 평가: 최종적으로 Extractables vs Leachables 결과를 대조하여 평가한다. Extractables profile에서 파악한 물질들이 실제 Leachables 데이터에서 어느 정도 검증되었는지 일치도를 따져본다. 주요 시나리오는:
일치 (Confirmatory)한 경우: Extractables에서 우려한 물질이 Leachables에서 검출되고, 그 양이 추정치 내인 경우이다. 이는 예상대로 진행된 것으로, 해당 물질에 대한 안전성 평가 (노출량 vs TTC/PDE) 결과를 토대로 규제 보고 시 근거를 제시하면 된다. 예를 들어 “고무 마개의 BHT가 최종 주사제에서 4 µg/일 검출되어 QT 이하이며 안전성에 문제없음” 등의 결론을 도출한다.
과잉 우려 해소: Extractables에서는 나왔지만 Leachables에서는 전혀 안 나온 경우, 해당 물질에 대한 우려는 실제상황에서 없었음이 확인된 것이다. 이는 과도한 시험조건으로 인한 false alarm이었음을 밝히고, 대신 다른 Leachable 이슈가 없음을 강조하면 된다. 예컨대 “헥산 추출에서 검출된 올리고머 X는 실제 제제에서는 검출되지 않았다. 따라서 이 물질로 인한 환자 노출은 발생하지 않는다”고 기록한다.
새로운 Leachable 검출: 앞서 논한 예상 외 물질이 Leachables에서 나왔을 경우, 이를 Extractables 자료에 역으로 피드백하여 그 출처와 거동을 추가 분석한다. 필요하면 해당 물질에 대해 추가 Extractables 시험(예: 의심 부품을 별도 추출)이나 타겟 분석을 실시해 데이터를 보완한다. 그리고 안전성 평가를 수행하여 허용가능한지 판단한다. 만약 허용하기 어려운 수준이면, 제품 개발단계에서 대책을 강구해야 한다 (예: 다른 재질로 변경 등).
결국 Extractables-Leachables 연계 해석을 통해 **“잠재적 우려”**와 “현실 발생” 사이의 갭을 메우고, 실제 환자 안전 위험을 종합적으로 평가하게 된다. 이 과정은 포장 시스템의 적합성을 증명하는 핵심 근거가 되며, 규제기관도 이러한 연계 평가를 통해 신청 품목이 포장으로 인한 품질/안전성 문제가 없음을 확인한다.
5. 품목허가 제출자료로서의 요구사항 (FDA, EMA 등 규제 기대사항)
주사제의 품목허가(신약허가, NDA 또는 시판승인, MA) 신청 시, **용기-내용물 상호작용 평가 자료(E&L 평가 자료)**는 품질 파트의 중요한 구성요소이다. 미국 FDA와 유럽 EMA를 비롯한 주요 규제기관은 의약품 포장재가 제품의 안전성·유효성에 영향을 주지 않도록 사전 평가할 것을 요구하고 있으며, 이를 위한 자료 제출에 명확한 가이드라인을 갖추고 있다. 주요 기관의 기대사항을 정리하면 다음과 같다:
FDA의 요구사항: FDA는 1999년 발행한 가이드라인 “Container Closure Systems for Packaging Human Drugs and Biologics”를 통해 포장 시스템에 대한 일반 원칙을 제시하고 있다. 이 가이드라인에 따르면, 약품의 용기와 마개 등 구성요소는 내용물과 반응하거나 성질을 변화시키거나 유해성분을 용출하지 않아야 하며(21 CFR 211.94 조항), 이를 입증하기 위해 Extractables/Leachables 자료가 필요할 수 있다고 명시한다. 특히 주사제, 흡입제 등 고위험 제형일수록 E&L 자료에 대한 기대가 높다. FDA 가이드라인은 **“적절한 방법(예: HPLC 또는 GC)으로 용기 구성요소의 휘발성 또는 비휘발성 추출물을 정성·정량 프로파일링 하라”**고 권고하고 있다. 즉 각 포장 부품(유리, 고무 등)에 대해 추출시험 결과와 추출물의 독성평가, 필요시 허용 한계 등을 제시하고, 나아가 실제 완제품에서 유해한 Leachable이 발생하지 않음을 보여주는 자료가 요구된다. 예를 들어 FDA는 Type I 유리용기의 경우 USP <660> (유리 용기의 화학적 내성시험) 통과로 기본 안전성을 인정하지만, 엘라스토머 마개의 경우 USP <381> (엘라스토머 적합성 시험)만으로는 부족할 수 있으므로 추가적인 화학적 추출평가 자료를 기대할 수 있다. 실제 NDA/ANDA 제출자료에서는 CTD 3.2.P.2 혹은 3.2.P.7 항목에 포장재의 구성, 규격 적합성(USP etc.), 추출시험 방법 및 결과, 검출된 물질 목록, Leachables 시험 결과 및 안전성 평가 등이 포함된다. 특히 검출된 Leachable이 있다면 그 최대 노출량과 안전성소견을 명확히 기술해야 하며, 필요한 경우 해당 물질을 불순물로 분류하여 완제 의약품의 제조공정 중 제어전략 또는 제품 규격에 반영하는 것도 고려된다. (예: 특정 Leachable이 일정 수준 이상 나오지 않도록 원료를 세척하거나, 방출시험에서 해당 Leachable을 모니터링하는 등의 조치.) 다행히 많은 경우 주사제의 Leachable은 극미량으로 규격시험까지 요구되지는 않지만, 평가 보고서에는 검출치와 안전판단 근거를 상세히 기술해야 한다.
EMA의 요구사항: EMA는 2005년 발행된 “Plastic Immediate Packaging Materials for Medicinal Products” 가이드라인 등에서 E&L 관련 요구사항을 다루고 있다. 이 가이드라인에 따르면 플라스틱 또는 고무 재질의 포장재를 사용하는 경우 추출시험 (extractables) 자료와 실제 제제와의 상호작용 시험 (leachables, 흡착/침출 시험) 및 그 결과 검출된 물질의 독성자료를 제출해야 한다고 명시한다. 특히 검출물질의 수준과 화학구조에 따라 필요한 독성 데이터 범위가 결정되며, 경우에 따라 발암성 또는 유전독성 평가까지 요구될 수 있다. EMA는 또한 2006년 “Pharmaceutical Quality of Inhalation and Nasal Products” 가이드라인에서 **“컴펜디얼 요건을 충족한 플라스틱/고무 용기라 할지라도, 해당 제품에 대한 Leachables 프로파일을 파악해야 한다”**고 명시하여, 실제 제품 수준의 용출물질 평가가 필수임을 강조했다. 유럽 지역 허가 제출자료(CTD)에서도 3.2.P.2 제제개발 파트나 3.2.P.7 용기폐쇄시스템 파트에 E&L 관련 시험 및 평가 결과가 포함되어야 하며, 의약품평가자들은 이 자료를 검토하여 포장-제제 간 상호작용으로 인한 품질 저하나 안전성 위험이 없는지 판단하게 된다.
기타 지역 및 가이드라인: ICH Q3E가 제정되면 미국, 유럽, 일본 등 ICH 회원국에서 통일된 E&L 요구사항이 적용될 전망이다. 현재까지는 지역별로 다소 접근 차이가 있으나 큰 틀은 유사하다. 일본 PMDA도 JP, USP 기준 준수 외에 독자 가이드라인을 통해 E&L 데이터를 요구하고 있으며, 중국 NMPA도 중국약전 및 NMPA 지침을 통해 E&L 평가를 강조하고 있다. 전 세계적으로 점차 Single-use 시스템(일회용 백, 튜빙 등) 사용이 늘면서 제조공정 단계의 용출물질 관리까지 관심이 확대되어, 미국에는 BPOG, ELSIE 같은 컨소시엄이 바이오공정에서의 Extractables 가이드라인을 내놓기도 했다. 하지만 주사제 완제품에 한정하면, 여전히 USP <1663>/<1664>와 PQRI 권고가 과학적 기준의 근간이며, 규제기관은 이를 준용한 자료를 기대하는 상황이다.
제출 자료의 구성: 일반적으로 제출 자료에는 다음 사항이 포함된다:
포장재 특성 및 규격: 용기(예: 유리 바이알)의 등급(Type I 등)과 시험 통과여부, 마개의 종류(예: 브로모부틸 러버)와 컴펜디얼 시험 (USP <381>, <87>/<88> 등 생물학적 반응성 시험) 결과를 명시. 재질의 조성 정보(제조사 DMF나 기술문서를 통해 획득한 구성 성분 리스트)도 제시한다. 이를 통해 어떤 물질이 나올 수 있는지 예측 근거로 삼는다.
Extractables 시험 요약: USP <1663>에 따라 수행한 Extractables 연구의 방법과 결과 요약을 제시한다. 어떤 용매들과 조건으로 어떤 부품을 추출했는지, 사용한 분석 기법들 (GC-MS, LC-MS, ICP-MS 등)과 검출 한계, Analytical Evaluation Threshold (AET) 값 등을 서술한다. 주요 검출 성분 목록을 표로 정리하고, 각 성분의 검출량 (예: µg/g 또는 µg/개)과 추정된 화학 구조를 기재한다. 중요하거나 우려되는 물질에는 별도 표시를 하며, 독성 평가가 필요한 이유를 간략 언급하기도 한다. (예: “2,6-di-tert-butylphenol – anti-oxidant, detected 20 µg/g in hexane extract – structure contains phenolic ring, low acute toxicity known.” 식으로.)
Leachables 시험 및 결과: USP <1664>에 따라 실제 완제품(약액)을 대상으로 실시한 Leachables 시험의 설계와 결과를 보고한다. 몇 개의 배치에서 어떤 조건으로 몇 개월 동안 보관하며 시료 채취했는지, 시험에 사용한 분석법의 검출한계(LOQ)와 밸리데이션 요약, 설정된 AET 등을 기술한다. 그리고 각 시점별로 검출된 Leachable 성분과 그 **농도(또는 단위당 양)**를 표로 제공한다. 일반적으로 유효기간 말기의 검출량이 중요하게 다뤄지며, 모든 성분이 AET 미만이었는지, 초과한 성분이 있었다면 무엇이었는지를 명확히 표시한다. 만약 Leachable 불검출이었다면 “시료 xx mL 기준 LOQ yy µg/mL 수준까지 검사한 결과, 저장 기간 전체에 걸쳐 어떠한 유기/무기 Leachable도 검출되지 않았다”는 식으로 결론을 제시한다.
독성 위험 평가: Extractables/Leachables로 검출된 각 성분에 대한 안전성 평가 내용을 기술한다. 여기에는 SCT, QT와의 비교, ICH Q3D 한도 대비 퍼센트, 또는 독성문헌 근거 등이 포함된다. 예를 들어 “검출된 물질 A는 일 최대 4 µg 환자 노출로, 주사제 QT 5 µg/day 이하이며, 해당 물질의 독성학 자료상 하루 100 µg까지 무독성 (NOAEL 기반)으로 보고되어 안전역이 충분함”과 같이 정량적 안전성 평가를 기록한다. 발암 우려 물질이라면 “TTC 기준으로 계산 시 이러한 노출수준에서의 추가 발암위험은 10^-6 이하” 등 정량 평가를 할 수 있다. 혹은 “검출된 X는 식품첨가물로도 사용되며 일일섭취허용량 대비 미미한 수준” 같은 비교도 활용된다. 독성 평가 결과 안전성에 문제가 없다고 결론지을 경우 그 근거를 명확히 인용하고, 만약 잠재 문제가 있다면 현재/향후의 관리계획(예: 규격 설정, 공급업체 변경 등)을 언급한다.
규제 기준 준수: E&L 관련으로 준수된 가이드라인/규격을 모두 나열한다. 예컨대 “USP <660> (유리 용기), <381> (엘라스토머), <1663>/<1664> 준용, ICH Q3D 준수, FDA 1999 가이드라인 참고” 등을 명시하여, 해당 제품의 포장 적합성 평가가 최신 규범에 부합함을 강조한다. FDA나 EMA 심사자 입장에서는 참고된 가이드라인과 권고를 보면 해당 자료의 충실도를 가늠할 수 있다. 최근에는 ICH Q3E (현재 개발 중인 Extractables/Leachables 국제 가이드라인) 초안 내용도 참고되어, 여기에 제시된 threshold 적용 및 평가절차를 따랐는지 보는 경향이 있다.
요약 및 결론: 마지막으로 해당 제품의 포장-제제 상호작용에 대한 전반적인 결론을 서술한다. 예를 들어: “제출품의 1차 포장 시스템(용기: Type I 유리, 마개: 브로모부틸 고무)은 본 문서에 제시된 자료를 통해 내용물과 화학적으로 양립하며, 저장기간 동안 유의미한 용출물질을 유발하지 않음이 입증되었다. 추출시험에서 확인된 잠재물질들은 실제 완제약에서 검출되지 않았거나, 검출된 소수 성분도 환자안전 한계 이하로 평가되었다. 따라서 본 포장시스템은 본 주사제의 용기-내용물 상호작용 면에서 적절한 것으로 판단된다.”와 같이 맺는다.
규제기관의 검토 포인트: 심사자는 제출된 E&L 자료를 검토하면서 다음을 중점적으로 확인한다:
시험 범위의 적절성 – 주요 포장 구성요소를 모두 다루었는가, 용매/조건 선정이 타당한가, 분석 민감도가 충분한가 등.
검출물질의 처리 – 검출된 모든 Leachable에 대해 적절한 동정과 정량이 이루어졌는지, 보고된 물질이 누락 없이 식별되었는지. 특히 신경써야 할 물질(발암성 등)이 간과되지 않았는지.
안전성 평가지원 – 보고된 Leachable 수준이 안전하다고 납득할 수 있는 근거가 제시되었는가. 만약 한계 초과 우려가 있다면 신청자가 어떤 위험완화 조치를 했는가.
규제순응성 – USP, EP 등 공전 시험에 부합하는지, ICH Q3D 금속 기준 충족여부, 식품포장 규정(21 CFR indirect additives) 준용 여부 등 관련 규정들을 놓치지 않았는지.
예를 들어 FDA는 과거 한 NDA에서 고무 마개에서 용출된 Zn^2+ 이온으로 인해 약물의 효능 저하 가능성이 지적된 사례가 있다. 이러한 경우 심사자는 “Zn이 X ppm 검출되었는데, 이게 제품에 어떤 영향? 독성은 없나? 약물과 반응은?” 등을 질문하게 된다. 따라서 자료 작성자는 검출된 E&L 물질이 품질이나 안전성에 미치는 영향까지 고찰하여 대비해야 한다.
결론: E&L 평가는 현대 의약품 개발에서 빠뜨릴 수 없는 요소로 자리잡았다. 규제기관들은 환자안전을 보장하고 제품품질을 안정화하기 위해 과학적 근거에 기반한 E&L 평가를 요구하며, 특히 주사제처럼 전신노출되는 제형에서는 그 요구 수준이 높다. USP <1663>/<1664>와 PQRI 권고, ICH Q3E 초안 등이 제시하는 모범 사례를 따르면, 포장-내용물 상호작용에 대한 체계적인 접근이 가능하다. 중요한 것은 **최신 가이드라인(예: 2023년 PQRI Parenteral 권고)**에서 제시된 threshold와 best practice를 반영하여 자료를 준비하는 것이며, 이를 통해 FDA, EMA 등에서 기대하는 종합적이고 근거있는 E&L 리스크 평가를 충족시키는 것이다. 결국 충분한 E&L 데이터를 갖춘 제품은 규제심사에서도 포장적합성에 대한 이슈가 최소화되어, 환자에게 안전하고 일관된 품질의 약물을 공급할 수 있게 된다.
참고 자료: 최신 USP <1663>/<1664> 총칙, PQRI PODP (Parenteral and Ophthalmic Drug Products) 보고서(2022), ICH Q3E 워크플랜(2024), FDA/EMA 가이드라인 및 관련 문헌 등을 기반으로 작성. E&L 평가는 각 제품마다 상황이 다르므로, 제출 시에는 해당 제품의 특성을 반영한 맞춤형 평가 전략을 수립하는 것이 중요하다.