Alles was Sie über Temperaturüberwachung wissen müssen

Wie die meisten Lieferketten von industrialisierten Produkten ist auch die pharmazeutische Lieferkette komplex und besteht aus mehreren Schritten. Darüber hinaus sieht die Lieferkette jedes pharmazeutischen Produkts anders aus und hängt von der Produktkomplexität, sowie der Produktionsregion ab. Während teure Produkte wie gentechnisch hergestellte Medikamente typischerweise eine sehr kurze Lieferkette haben, haben preiswerte rezeptfreie Medikamente wie Aspirin eine viel komplexere Lieferkette mit mehreren Schritten zwischen Produktion und Patient. Was alle Pharmalieferketten gemeinsam haben, ist die Unterscheidung zwischen dem Transport von Active Product Ingredients (API) und Fertigprodukten. In letzter Zeit umfasst der Umfang der Temperaturüberwachung von Pharma Produkten zunehmend die letzte Transportmeile zur Apotheke oder gar zum Patienten. Direct-to-Patient-Shipment (DtP) wird immer beliebter und wichtiger, insbesondere bei klinischen Studien, aber auch bei personalisierbaren Medikamenten.

Wie relevant ist Feuchtigkeit für die Pharma-Lieferkette?

Die Luftfeuchtigkeit ist temperaturabhängig und entspricht der in der Luft vorhandenen Wassermenge. In der Produktion von pharmazeutischen Produkten ist die Luftfeuchtigkeit sehr relevant, solange das Produkt vor der Primärverpackung in offener Form (d.h. flüssig oder pulverförmig) vorliegt. Nach der Primärverpackung verliert die relative Luftfeuchtigkeit in der Regel ihre direkte Relevanz für die Patientensicherheit. Dennoch ist es üblich, die relative Luftfeuchtigkeit in Lagern zu überwachen, um negative Auswirkungen auf die Kennzeichnung und Verpackung (z.B. Papier, Karton) zu vermeiden. In den meisten Sendungen ist jedoch der einzige qualitätsrelevante Parameter die Temperatur. Datenlogger überwachen daher in der Regel nicht die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Transportbehälters sondern diejenige in den Lagerhäusern.

Transportbedingungen vs. Lagerbedingungen

Obwohl jedes pharmazeutische Produkt über ein individuelles Stabilitätsbudget verfügt, werden sie für die Lagerung und den Transport in standardisierte Temperaturzonen eingeteilt. Als Lagerbedingungen sieht man typischerweise die Temperaturzonen -196°C, -80°C, -20°C, 2-8°C und 15-25°C. Als Transportbedingungen werden normalerweise die Etiketten "flüssiger Stickstoff" (-196°C), "Trockeneis" (-78°C), 2-8°C und 15-25°C verwendet. Die Lagerbedingung "eingefroren" (-20°C) ist beim Transport nicht sehr häufig anzutreffen, da gefrorene Produkte in den meisten Fällen unempfindlich gegen extrem niedrige Temperaturen sind. Es ist daher billiger, Trockeneis zu verwenden, als eine teure und komplexe Kompressionskühlung.

Alles zu Temperaturüberwachungslösungen

Die Geschichte der Temperaturüberwachungslösungen begann vor mehr als 30 Jahren mit autonomen Temperatur Datenloggern - wie zum Beispiel dem legendären HAMSTER von ELPRO. Der Datenlogger, der von einer Batterie angetrieben wird, erfasst Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen und konnte die gespeicherten Daten über eine Schnittstelle an die Analysesoftware übertragen. Da die autonomen Temperatur Datenlogger den "Hazard Analysis and Critical Control Point" (HACCP)-Normen entsprechen, haben die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaunternehmen (HVAC) frühzeitig autonome Datenlogger eingesetzt. Bald darauf begann auch die Pharmaindustrie, Kühlschränke und Kühlräume zu überwachen. Temperatur Datenlogger wurden zunächst in Labors und Produktionsstätten eingesetzt, später kamen Lager- und Transportmöglichkeiten hinzu.

Welches sind wichtige Systemfunktionalitäten?

Ein Überwachungssystem besteht typischerweise aus einem Temperaturfühler, der Messungen von Temperatur- oder anderen Umgebungsdaten in einem definierten Intervall durchführt. Der Temperaturfühler überträgt die Werte über ein Kabel oder drahtlos an einen Datenlogger, der als Kommunikationsbrücke dient. Die Software sammelt die Werte in Echtzeit, um die folgenden Funktionen auszuführen:

• Auswertung der Daten
• Auslösung von Warnungen und Alarmen
• Evaluierung und Anerkennung der Daten
• Regelmässige Berichterstattung
• Archivierung der Daten

Was ist der Unterschied zwischen einem Gebäudemanagementsystem und einem Temperaturüberwachungssystem?

In jeder Produktionsumgebung und in vielen Lagern werden modernste Gebäudeleittechnik Systeme installiert, um Temperatur- und Umgebungsdaten wie Feuchtigkeit zu messen und Befehle an die Klimaanlage zu geben. Worin besteht der Unterschied zu einer unabhängigen Temperaturüberwachungslösung? Im Gegensatz zu Gebäudemanagementsystemen verfügen Temperaturüberwachungslösungen nie über Regelkreise, sondern sind völlig unabhängig von jeglichen Steuermechanismen. Die validierte Unabhängigkeit dieser Überwachungslösung ist eine wichtige Anforderung jeder GxP-Richtlinie.

Parameter und Sensoren

Forschung, Produktion, Prüfung und Abfüllung von pharmazeutischen Produkten werden oft in einer Reinraumumgebung durchgeführt, in der verschiedene Umgebungsparameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck, Druckdifferenzen, C02 und Partikel eine wichtige Rolle für die Qualität des Produkts spielen. Daher müssen Lösungen zur Temperaturüberwachung offen sein für die Verarbeitung, Bewertung und Anzeige aller Arten von Umgebungsparametern. Sobald ein Produkt in eine Flasche, einen Blister, ein Fläschchen oder eine Spritze gefüllt wird, ist die Temperatur die einzige relevante Umgebungsinformation, die für die Qualität des Produkts wichtig ist.

Platzierung der Temperaturüberwachungssensoren

GMP- und GDP-Richtlinien erfordern eine Qualifizierung des Lagers, des Kühlschranks oder der Transportbox. Der wichtigste Teil der Qualifikation ist der thermische Abbildungsprozess, der den heißesten und den kältesten Punkt identifiziert. Abhängig von der spezifischen Situation und den Anforderungen kann der richtige Sensor ausgewählt und platziert werden. Je nach Szenario kann ein Mix aus drahtgebundenen Sensoren (z.B. für 4 bis 20 mA-Sender) oder drahtlosen Sensoren (z.B. Temperatur und Feuchte) gewählt werden.

Möchten Sie mehr über die Unterschiede zwischen drahtgebundenen und drahtlosen Sensoren wissen? Laden Sie unser Merkblatt über alles herunter, was Sie über den Einsatz drahtloser Sensoren zur Temperaturüberwachung wissen müssen.

Feuchtigkeitsmesstechniken

Die Luftfeuchtigkeit ist abhängig von der Temperatur. Die relative Luftfeuchtigkeit ist eine Funktion der Umgebungstemperatur und des Wasserdampfdrucks in der Luft. Feuchtesensoren nutzen die Abhängigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit und des Drucks der Luftfeuchtigkeit im Sensorelement als physikalisches Messprinzip. Für die elektronische Messung stehen zwei verschiedene Technologien zur Verfügung - jede mit ihren Vor- und Nachteilen:

Konduktiv (elektrolytisch)

• Physikalisches Prinzip: Rohre, die die Kapillarhöhe mit relativer Luftfeuchtigkeit ändern, daher elektrolytische Änderung der Leitfähigkeit mit relativer Luftfeuchtigkeit.
• Typische Anwendung: Inkubatoren mit hoher Luftfeuchtigkeit, Reinräume (aufgrund der hohen Genauigkeit und der geringeren Empfindlichkeit gegen Verstopfung*)
• Vorteile: Sehr hohe Genauigkeit zwischen 5 und 95% rF (relative Luftfeuchtigkeit), gute Genauigkeit auch in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit (>95% rF), weniger anfällig für Verstopfungen des Sensorelements (durch Luftverschmutzung), minimale Abnahme der Genauigkeit über die Jahre (Drift).
• Nachteile: Komplexe Konstruktion mit vielen Fertigungsschritten (daher teuer), stoß- und vibrationsempfindlich (durch Kapillarrohre)

*Reinräume haben per Definition sehr saubere Luft mit nur wenigen Partikeln. Sie werden jedoch regelmäßig mit verschiedenen Gasarten desinfiziert. Diese Gase können zu einer Verstopfung des Feuchtesensors führen (Drift = Verlust der Messgenauigkeit über die Zeit).

Kapazitiv

• Physikalisches Prinzip: Plattenkondensator mit wechselnder Kapazität bei relativer Luftfeuchtigkeit
• Typische Anwendung: Lagerhallen und Lagereinrichtungen, LKWs, Transportboxen und Container
• Vorteile: Hohe Genauigkeit zwischen 5 und 95% rF (relative Luftfeuchtigkeit), einfach und kostengünstig zu bauen, unempfindlich gegen Vibrationen und Stöße (kann daher auch zur Transportüberwachung verwendet werden).
• Nachteile: Anfälliger für Verstopfungen des Sensorelements (aufgrund von Luftverschmutzung), Genauigkeit des Sensors nimmt leicht ab mit der Zeit (drift), jährlicher Austausch des Sensors kann je nach Umgebung erforderlich sein.