액체질소(LN2)는 난자, 정자, 배아와 같은 귀중한 생물학적 물질을 보관하는 데 필수적인 극저온 저장제로서 보조생식술 분야에서 중요한 역할을 합니다. 매우 낮은 온도와 세포 온전성 유지 능력을 제공하는 LN2는 이러한 섬세한 표본의 장기 보존을 보장합니다. 그러나 LN2의 극저온, 빠른 팽창 속도, 그리고 산소 치환과 관련된 잠재적 위험으로 인해 취급에는 고유한 어려움이 따릅니다. 안전하고 효율적인 극저온 보존 환경 유지, 직원 보호, 그리고 불임 치료의 미래에 필요한 필수적인 안전 조치와 모범 사례에 대해 함께 살펴보겠습니다.
극저온실 운영 시 위험 최소화
LN2 취급에는 폭발, 질식, 극저온 화상 등 다양한 위험이 있습니다. LN2의 부피 팽창비는 약 1:700으로, 즉 1리터의 LN2가 기화하여 약 700리터의 질소 가스를 생성한다는 의미이므로 유리병을 취급할 때는 세심한 주의가 필요합니다. 질소 기포가 유리를 깨뜨려 부상을 입힐 수 있는 파편이 생길 수 있습니다. 또한 LN2의 증기 밀도는 약 0.97로 공기보다 밀도가 낮아 온도가 매우 낮을 때 지면에 고입니다. 이러한 고임은 밀폐된 공간에서 질식 위험을 초래하여 공기 중 산소 농도를 고갈시킵니다. 질식 위험은 LN2가 빠르게 방출되어 증기 안개 구름을 생성함으로써 더욱 악화됩니다. 특히 피부나 눈에 이러한 매우 차가운 증기에 잠깐이라도 노출되면 동상, 조직 손상 또는 영구적인 눈 손상을 초래할 수 있습니다.
모범 사례
모든 불임 치료 병원은 극저온실 운영과 관련하여 내부 위험 평가를 실시해야 합니다. 이러한 평가 수행 방법에 대한 지침은 영국 압축가스협회(British Compressed Gases Association)의 실무 지침(CP) 간행물에서 확인할 수 있습니다.1 특히, CP36은 현장 극저온 가스 보관에 대한 지침을 제공하며, CP45는 극저온 보관실 설계에 대한 지침을 제공합니다.[2,3]
NO.1 레이아웃
극저온실의 이상적인 위치는 접근성이 가장 좋은 곳입니다. LN2 저장 용기는 가압 용기를 통해 충전해야 하므로 배치를 신중하게 고려해야 합니다. 액체 질소 공급 용기는 시료 저장실 외부, 환기가 잘 되고 안전한 곳에 위치하는 것이 이상적입니다. 더 큰 저장 공간의 경우, 공급 용기는 극저온 이송 호스를 통해 저장 용기에 직접 연결되는 경우가 많습니다. 건물의 구조상 공급 용기를 외부에 배치할 수 없는 경우, 액체 질소 취급 시 각별한 주의를 기울여야 하며, 모니터링 및 추출 시스템을 포함한 상세한 위험 평가를 수행해야 합니다.
NO.2 환기
모든 극저온실은 환기가 잘 되어야 하며, 질소 가스 축적을 방지하고 산소 고갈을 방지하여 질식 위험을 최소화하는 배기 시스템을 갖추어야 합니다. 이러한 시스템은 극저온 가스에 적합해야 하며, 산소 고갈 모니터링 시스템과 연동하여 산소 농도가 19.5% 미만으로 떨어질 경우 감지하여 공기 교환율을 증가시켜야 합니다. 배기 덕트는 지면에 설치해야 하며, 고갈 센서는 바닥에서 약 1미터 높이에 설치해야 합니다. 그러나 정확한 위치는 상세한 현장 조사 후 결정해야 합니다. 방의 크기 및 배치와 같은 요인이 최적의 배치에 영향을 미치기 때문입니다. 또한, 방 외부에 외부 경보기를 설치하여 출입이 안전하지 않을 경우 청각 및 시각 경고를 제공해야 합니다.
NO.3 개인 안전
일부 병원에서는 직원들에게 개인용 산소 모니터를 지급하고, 극저온실에 들어갈 때는 항상 두 명씩 짝을 지어 들어가도록 하는 버디 시스템을 도입하여 한 사람이 동시에 머무는 시간을 최소화하기도 합니다. 회사는 직원들에게 저온 저장 시스템과 장비에 대한 교육을 제공할 책임이 있으며, 많은 병원에서 직원들에게 온라인 질소 안전 교육 과정을 이수하도록 하고 있습니다. 직원들은 극저온 화상을 예방하기 위해 눈 보호 장비, 장갑/보호대, 적절한 신발, 실험실 가운 등 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 착용해야 합니다. 모든 직원은 극저온 화상 대처 방법에 대한 응급 처치 교육을 받는 것이 필수적이며, 화상 발생 시 피부를 헹굴 수 있도록 미지근한 물을 가까이에 비치하는 것이 좋습니다.
NO.4 유지관리
가압 용기와 LN2 용기에는 움직이는 부품이 없으므로 기본적인 연간 유지보수 일정만 준수하면 됩니다. 이 과정에서 극저온 호스의 상태와 안전 밸브의 필요한 교체 여부를 점검해야 합니다. 직원들은 용기나 공급 용기에 진공 문제를 나타낼 수 있는 결빙(frosting) 부위가 없는지 지속적으로 점검해야 합니다. 이러한 모든 요소를 신중하게 고려하고 정기적인 유지보수 일정을 준수한다면 가압 용기는 최대 20년까지 사용할 수 있습니다.
결론
LN2(액화질소)를 사용하는 불임 치료 클리닉의 냉동 보존실의 안전을 확보하는 것은 매우 중요합니다. 이 블로그에서 다양한 안전 고려 사항을 설명했지만, 각 클리닉은 특정 요건과 잠재적 위험을 해결하기 위해 자체적인 위험 평가를 수행하는 것이 필수적입니다. Haier Biomedical과 같은 냉동 보관 용기 전문 업체와 협력하는 것은 냉동 보관 요구 사항을 효과적이고 안전하게 충족하는 데 필수적입니다. 불임 치료 클리닉은 안전을 최우선으로 하고, 모범 사례를 준수하며, 신뢰할 수 있는 전문가와 협력함으로써 안전한 냉동 보존 환경을 유지하고, 직원과 귀중한 생식 물질의 생존 가능성을 모두 보호할 수 있습니다.
참고문헌
1. BCGA 실무 규정. 2023년 5월 18일 접속. https://bcga.co.uk/pubcat/codes-of-practice/
2. 실무 규정 45: 생물의학용 극저온 저장 시스템. 설계 및 운영. 영국 압축가스협회. 2021년 온라인 출판. 2023년 5월 18일 접속. https://bcga.co.uk/wp-
3. 콘텐츠/업로드/2021/11/BCGA-CP-45-원본-05-11-2021.pdf
4. 실행 규정 36: 사용자 구내에서의 초저온 액체 저장. 영국 압축가스협회. 2013년 온라인 게시. 2023년 5월 18일 접속. https://bcga.co.uk/wp-content/uploads/2021/09/CP36.pdf
게시 시간: 2024년 2월 1일
