Aufrechterhaltung einer durchgängigen Kühlkette: Schutz der Impfstoffintegrität und -wirksamkeit

Wir sehen endlich Licht am Ende des COVID-19-Tunnels, da Gesundheitsbehörden, Kliniken und Apotheken daran arbeiten, Menschen so schnell wie möglich zu impfen. Mit individueller und öffentlicher Gesundheit, die durch potenziell ansteckendere Virusvarianten neu bedroht sind, zählt die Qualität jeder einzelnen Impfdosis.

So leistungsstark die aktuellen Impfstoffe gegen das Coronavirus auch sind – temperaturempfindlich sind sie alle. Jeder Impfstoff hat seine eigene optimale Lagertemperatur, die je nach Hersteller variiert. Doch jeder Impfstoff muss von der Produktion bis zur Injektion im korrekten Temperaturbereich bleiben. Andernfalls kann die Dose unwirksam werden.

Die Kühlkette ist ein Satz von Prozessen und Best Practices, um Impfstoffe und andere temperaturempfindliche Produkte wie verderbliche Lebensmittel vom Werk bis zum Endziel auf der richtigen Temperatur zu halten. Im Gegensatz zu einer physischen Kette mit festen, ineinandergreifenden Gliedern umfasst die pharmazeutische Kühlkette mehrere Akteure, die Impfstoffe von Station zu Station weiterreichen – jedes „Glied“ wird von unterschiedlichen Entitäten gewartet und überwacht.

Beispiel USA: Der erste Kühlketten-Glied des Pfizer-BioNTech-Impfstoffs beginnt im Pfizer-Werk in Michigan, wo der Impfstoff bei -70 °C gelagert wird, wenn er vom Band läuft. Von dort verzweigt sich die Kühlkette. Einige Kisten werden per LKW, andere per Flugzeug landesweit verteilt. Unterwegs begegnen sie unterschiedlichen Bedingungen im Fahrzeug – je nach Straße oder Luftfracht. Auch Wetterbedingungen variieren: Während in Kalamazoo half a foot Schnee liegt, können es in Austin 21 °C (70 °F) sein.

Da Pfizers Impfstoff kälter gehalten werden muss als alle anderen, hat das Unternehmen spezielle isolierte Container für den Versand von Impfstofffläschchen entwickelt, jedes mit einem GPS-fähigen Temperatursensor ausgestattet. Diese Sensoren geben dem Hersteller die Möglichkeit, Temperatur- und Standortdaten in Echtzeit für jede Sendung zu sehen, um die korrekte Temperatur zu gewährleisten und Sendungen mit Temperaturproblemen zu kennzeichnen.

Eine weitere Methode zur Sicherstellung der Kühlketten-Compliance: gekühlte Versandcontainer oder LKWs mit Fern-Temperatursensoren. Diese kabellosen Sensoren speisen Daten kontinuierlich vom Laderaum an ein mobiles Gateway, das die Daten in Echtzeit in die Cloud übermittelt, damit Manager sie überwachen können.

Wenn Sendungen ihr Ziel erreichen – Klinik, Krankenhaus oder Apotheke –, wird die Herausforderung, Impfstoffe bis zur Verwendung auf der richtigen Temperatur zu halten. Hier spielen Sensoren in jedem Impfstoff-Lagergerät eine entscheidende Rolle. Ohne sie müssten Mitarbeiter manuell mehrmals täglich Temperaturen in Impfstoff-Gefrierschränken ablesen – was Öffnen der Geräte und Einströmen wärmerer Luft erfordert – und Daten manuell für die vorgeschriebene Dokumentation erfassen. Manuelle Überwachung ist zeitaufwändig und nicht immer effektiv. Fällt ein Gefrierschrank zwischen den Checks oder über Nacht aus, ist schwer feststellbar, wie lange Impfstoffe falsch temperiert waren.

Deshalb verlangt das CDC von Einrichtungen, die COVID-19-Impfstoffe erhalten – unabhängig von Hersteller und Lageranforderungen –, digitale Monitore zu nutzen, die Temperaturwerte automatisch erfassen und protokollieren. Häufige Messungen und gute Dokumentation können Schäden durch Temperaturabweichungen verhindern oder mindern.

Temperaturprobleme verkomplizieren die Impfstoffverteilung: Einmal aufgetaut, ist ein Impfstoff möglicherweise nur kurze Zeit verwendbar, bevor er entsorgt werden muss. Ohne Echtzeitdaten von Fern-Temperatursensoren ist schwer oder unmöglich zu wissen, wie lange der Impfstoff noch brauchbar ist – oder ob er es überhaupt noch ist. Wenn ja, führt die Abweichung zu einem Wettlauf, schnell Dosen zu verimpfen – manchmal mitten in der Nacht.

Im schlimmsten Fall führen temperaturbedingte Störungen zu Impfstoffverlust. Selbst im besten Fall, wenn der Impfstoff gerettet werden kann, erzeugen sie ungeplante Arbeit, die zusätzlichen Stress für das Personal verursacht und das öffentliche Vertrauen in das System beeinträchtigt.

Neben Temperaturüberwachung können kabellose Schutzmaßnahmen wie Fern-Sub-Zero-Temperatursensoren auch bei Ausfällen der Lagergeräte helfen. Seit den ersten Impfstofflieferungen gab es landesweit Abweichungen durch mechanische Gefrierschrankdefekte, Stromausfälle, versehentliches Abstecken von Gefrierschränken und sogar einen Sabotagefall.

In Impfstoff-Lagergeräten installierte Sensoren senden Echtzeit-Alarme an Klinikmanager bei Temperaturproblemen – etwa Stromausfall. Kabellose Türsensoren alarmieren, wenn Lagergeräte außerhalb der Öffnungszeiten geöffnet werden. Die Kombination aus Temperatur- und Türsensoren mit Kamera zeigt Managern, was in der Einrichtung vor sich geht, wenn sie nicht vor Ort sind – so können sie Alarme schnell bewerten und angemessen reagieren.

Jetzt, so viele Menschen wie möglich schnell gegen COVID-19 zu impfen, ist die ultimative öffentliche Gesundheitsherausforderung – und kabellose Sensoren sind ein kleiner, aber entscheidender Teil, um sie zu meistern. Nach der Pandemie werden Fern-Temperatursensoren uns weiterhin schützen, indem sie Lieferungen anderer Impfstoffe, temperaturempfindlicher Medikamente und verderblicher Lebensmittel überwachen, um Verschwendung zu verhindern und die öffentliche Gesundheit zu schützen.

Ray Almgren ist CEO von Swift Sensors, einem Entwickler cloudbasierter kabelloser Sensorsysteme für industrielle Anwendungen.