Kühlketten digital überwachen:Die Reise eines Impfstoffs in der pharmazeutischen Kühlkette

Die Kühlkette eines Impfstoffs darf nie unterbrochen werden. Dasselbe gilt für diverse andere Medikamente. Diese Aufgabe ist eine Herausforderung, mit denen sich Pharmaunternehmen täglich beschäftigen müssen. Dafür ist es ohne Ausnahme nötig, dass du die Lieferung zu jedem Zeitpunkt im Blick hast und nicht nur weißt, wo sie sich befindet, sondern auch, in welchem Zustand: Der Impfstoff muss pünktlich, sicher und durchgehend gekühlt sein Ziel erreichen.

Diese Aufgabe wird schwer zu bewältigen, wenn du dich für Teile des Lieferwegs (vor allem für die letzte Meile) auf Dienstleister verlässt. Falls du darauf verzichtest, diesen Teil des Transports selbst zu überwachen und zu überprüfen, kannst du nie ganz sicher sein, ob wirklich alle Rahmenbedingungen so eingehalten werden, wie du sie vorgegeben hast. Im pharmazeutischen Bereich kannst du dir das nicht erlauben: Die Gesundheit zahlreicher Menschen hängt davon ab.

Herausforderungen auf der Reise eines Impfstoffs

Impfstoffe, wie diejenigen, die während der Pandemie entwickelt worden sind, lassen sich nur mit zahlreichen Vorkehrungen transportieren. Sie sind empfindlich und brauchen ein ganz bestimmtes Umfeld, da sie sind anfällig für:

• Temperaturschwankungen
• Licht- und Hitzeeinwirkungen
• Brüche

Auf der ganzen Welt werden große Mengen an Impfstoff auf dem Transport unbrauchbar. Entweder, weil die Fläschchen zerstört werden oder – und das kommt häufiger vor – aufgrund von Hitzeeinwirkung. Sobald die idealen Gegebenheiten nicht mehr bestehen, wird die Wirksamkeit der Impfstoffe drastisch eingeschränkt. Entsprechend wichtig ist es, dass Lieferungen über den kompletten Transportweg hinweg den Vorschriften entsprechend bewegt und gelagert werden.

Beachte: Aus den Herausforderungen der Lieferketten von Impfstoffen ergibt sich, dass es besonders wichtig ist, dass Temperaturen exakt und durchgehend kontrolliert werden. Gleichzeitig solltest du aber auch auf die Verpackung einen großen Wert legen, damit deine Lieferung unter allen Umständen vor Stoßschäden geschützt ist.

Der Transportweg eines Impfstoffs

Es gibt inzwischen viele verschiedene Entwicklungen rund um den Transport von Impfstoffen. Hersteller sollten sich dennoch auf die modernsten und funktionalsten Möglichkeiten stützen, um die Risiken beim Versenden zu minimieren. Neben den bereits angesprochenen Risiken des Zerbrechens und Verderbens ist auch die Gefahr des Diebstahls hoch, da es sich bei den Impfstoffen um begehrte Güter handelt, die sich teuer verkaufen lassen. Weiterhin ist hier auch die Pünktlichkeit besonders wichtig, da Verzögerungen erhebliche Kosten verursachen können.

Hier siehst du, was die wichtigsten Stationen auf dem Weg des COVID-19-Impfstoffs vom Hersteller bis in die Impfzentren und Praxen sind.

Im herstellenden Unternehmen

Die Vakzine für die Impfungen gegen Covid-19 werden hergestellt, getestet und müssen sofort gekühlt werden. Das geschieht im Normalfall nicht in einem Kühlschrank, sondern in extra eingerichteten Kühlräumen. Entscheidend sind die Fläschchen, in die der Impfstoff abgefüllt wird: Sie sind um einiges stabiler als die Standardfläschchen, da sie besonders hitzebeständig und haltbar sein müssen. Der Impfstoff könnte mit normalem Glas in eine Wechselwirkung treten, was zu einem Abbau des Medikaments führen würde. Das bedeutet, dass der Impfstoff unwirksam wäre, auch wenn man es ihm nicht ansehen würde. Um chemische Reaktionen zu vermeiden, ist ein spezielles Material nötig, das gleichzeitig bruchsicher sein sollte.

Ein Beispiel aus der Praxis: Je nach Hersteller des Impfstoffs verlangen die fertigen Stoffe nach besonderer Behandlung. Der Impfstoff von BioNTech/Pfizer muss bei minus 70 Grad Celsius aufbewahrt werden. Das gelingt, indem die Fläschchen in Thermoboxen gestellt werden, bei denen ohne Pause die Temperatur kontrolliert wird. Man umgibt sie mit Trockeneis, damit die Temperatur auf keinen Fall ins Schwanken gerät. Die neusten Impfstoffe können dann aufgetaut bei Temperaturen zwischen zwei und acht Grad Celsius in einem Kühlschrank – nicht nur für ein paar Stunden, sondern für einen Monat – gelagert werden.

Die Verpackung

Die heruntergekühlten Fläschchen werden sorgfältig und bruchsicher in Kisten verpackt und auf Paletten verladen. Hier weicht das Vorgehen nun von dem bei vielen anderen Lieferungen ab: Meistens werden die mit der Lieferung im Zusammenhang stehenden Daten erst am Ende des Transportweges heruntergeladen. Bei Impfstoffen ist das nicht möglich, denn dann ist es zu spät, um Probleme zu erkennen, und unter Umständen muss die ganze Lieferung vernichtet werden.

Da während der Pandemie große Mengen Impfstoff auf einmal versendet wurden, kam oft eine weitere Unbekannte hinzu: Teilweise mussten Unternehmen auf Dienstleister setzen, mit denen sie noch nie zusammengearbeitet haben und bei denen sie nicht wussten, inwieweit sie sich auf sie verlassen können. Auch die Transportwege waren in vielen Fällen neu und brachten unvorhersehbare Herausforderungen mit sich.

Die einzige Vorgehensweise, die dir in einem solchen Fall den Überblick ermöglicht, ist das Ausstatten deiner Lieferung auf Packstück-Ebene mit Sensoren, die in Echtzeit Daten übertragen. So bist du jederzeit über den Standort deiner Lieferung und auch über ihren Zustand genau informiert. Bei der Anschaffung der Sensoren solltest du darauf achten, dass sie die folgenden Daten übertragen können:

• Standort
• Temperatur
• Luftdruck
• Feuchtigkeit
• Raumklima
• Umgebungslicht

Durch den kontinuierlichen Datenfluss fallen Veränderungen sofort auf. Du kannst dich unverzüglich benachrichtigen lassen, falls eines der Pakete beschädigt oder freigelegt wird. Auch ungeplante Bewegungen und Manipulationen kannst du direkt erkennen und sofort einschreiten – beziehungsweise jemanden verständigen, der einschreitet.

Kühlwagen für den Transport

Hast du die Kisten ordnungsgemäß verpacken und auf die Paletten laden lassen, werden diese in die Kühlfahrzeuge geladen. Diese sind ausgerüstet für Transporte mit extrem kalter Fracht. Da es sich lohnt, Impfstoffe zu stehlen, solltest du den Transport in den Kühlfahrzeugen sorgfältig überwachen lassen. Wichtig ist es, dass du die Routendaten im Vorfeld kennst und so weißt, wenn es zu Abweichungen kommt. IoT-basierte Sensoren helfen dir dabei, den Aufenthaltsort und den Zustand der Lieferung sowie der einzelnen Pakete im Auge zu behalten.

Die Impfstoffe treten nun verschiedene Reisen an: Einige von ihnen werden lokal verteilt und direkt in der Region zu den verschiedenen Impfzentren gebracht. Andere wiederum sind für andere Länder gedacht und werden zum Flughafen gebracht, um so schnell wie möglich ihre Bestimmungsorte zu erreichen. Vor Ort erfolgt dann die Verteilung in die gewünschten Lager.

Informiere dich: Auch die digitale Überwachung des grenzüberschreitenden Verkehrs ist möglich.

Der Transport auf dem Luftweg

Auf einem Flughafen geht es immer hektisch zu: Fracht muss in großen Mengen schnell über weite Strecken transportiert und auf kleinem Raum verstaut werden. Oft gehen die Mitarbeitenden mit der Fracht nicht zimperlich um, was aber bei Impfstoffen unabdingbar ist. Deine Lieferung muss also entsprechend gekennzeichnet sein. Andernfalls kann es sein, dass die Ampullen bei der Lagerung und beim Verladen beschädigt werden. Auch die Hitze, die etwa auf den Rollbahnen entstehen kann, ist ein Problem, da sie die ununterbrochene Kühlkette gefährdet.

Auf dem Flughafen kommt deine Fracht mit relativ vielen verschiedenen Menschen in Berührung. Das vergrößert das Risiko, dass jemand sie falsch behandelt und es dadurch zu Fehlern, Verzögerungen oder Beschädigungen kommt – alle, die mit Impfstoffen und ihrem Transport zu tun haben, müssen dafür qualifiziert und geschult sein. In der Praxis lässt sich das aber nicht immer umsetzen, vor allem in verschiedenen Ländern. Zwar haben viele Flughäfen inzwischen ihr Personal gut auf die behutsame Handhabung der Vakzine vorbereitet, aber es gibt immer wieder Gegenbeispiele.

Besondere Bestimmungen für den Transport per Luftweg

Im Flugzeug selbst werden deine Pakete mit Trockeneis gekühlt. Eine Schwierigkeit ist allerdings, dass es Beschränkungen für die Menge an Trockeneis gibt, die in ein Flugzeug geladen werden darf. Das liegt daran, dass Trockeneis als Gefahrengut eingestuft wird.

Verdampft Trockeneis innerhalb von geschlossenen Behältnissen, aus denen der Dampf nicht entweichen kann, kann es sein, dass der entstehende Druck den Behälter sprengt. Das würde das Transportgut beschädigen, weitere Pakete und unter Umständen Menschen oder das Flugzeug selbst. Die Vorschriften und Beschränkungen sind daher relativ streng.

Um zu gewährleisten, dass die Vakzine auch mit der erlaubten Menge Trockeneis kalt genug bleiben, musst du sorgfältig packen und die Daten der einzelnen Pakete auf der Rollbahn und in der Luft laufend im Auge behalten.

Wichtig zu beachten: Schon ein geringer Temperaturanstieg kann den Impfstoff in seiner Wirksamkeit beeinträchtigen oder ihn gänzlich unbrauchbar machen. Besteht während des Fluges keine Verbindung, werden die Daten weiterhin gesammelt und aktualisiert, sobald die Verbindung wiederhergestellt ist. Auf diese Weise kannst du alles nachvollziehen, was während des Fluges passiert ist – und du siehst, ob Anomalien aufgetreten sind.

Der Transport auf dem Seeweg

Die Vakzine werden laufend angepasst, um mit den mutierenden Viren Schritt halten zu können. Die Produktionsmengen steigen, die Abnehmer aus verschiedenen Ländern werden zahlreicher. Aus diesem Grund werden mehr und mehr Impfstofflieferungen auch auf dem Seeweg verschickt.

Folgende Herausforderungen bringt der Transport auf dem Seeweg mit sich:

• Die Dauer des Stillstands der Lieferung auf Umschlagplätzen ist deutlich höher.
• Die Reise dauert länger als mit dem Flugzeug. Entsprechend muss auch die Kühlkette länger aufrechterhalten bleiben.
• Auf dem Schiff kann es bei schwerem Seegang leicht zu Beschädigungen der Fläschchen kommen, wenn sie nicht besonders sorgfältig verpackt und gesichert sind.

Die letzte Meile ist eine Herausforderung

Landet das Flugzeug oder läuft das Schiff in den Hafen ein, muss die Lieferung so vorsichtig wie möglich entladen werden, damit sie nicht beschädigt wird. Gleichzeitig muss es schnell gehen, damit sie so rasch wie möglich in die Kühllastwagen gelangt und die Kühlkette nicht unterbrochen wird. Mit den Kühllastwagen werden die Impfstoffe dann zu ihren jeweiligen Bestimmungsorten transportiert – in der Regel zunächst zu medizinischen Lagerhäusern der jeweiligen Regierung, zu staatlichen Lagern, zur Lagerung in den Bezirken oder zu Zentren der medizinischen Grundversorgung.

Weitere Herausforderungen der letzten Meile von der Kühlkette eines Impfstoffs sind:

• Oft sind die Temperaturunterschiede zwischen dem Hersteller- und dem Empfängerland erheblich. Auch hier besteht das Risiko, dass die Lieferung durch Hitze oder Feuchtigkeit beschädigt wird. Zudem gefährdet eine unsachgemäße Handhabung am Flugzeug und beim Verladen die Vakzine.
• Es ist wichtig, dass du die Daten, die du von den Sensoren an den einzelnen Teilen deiner Lieferung erhältst, vor allem während der Ankunftszeiten an den Flughäfen und den Häfen im Auge behältst. So siehst du Änderungen sofort und kannst jemandem vor Ort Bescheid geben, ehe die Impfstoffe ernsthaften Schaden nehmen.
• Der lange Transport auf der letzten Meile in anderen Ländern ist ebenfalls eine riskante Etappe: Du kannst oft nicht sicher sein, wie gut die Dienstleister hier auf den Umgang mit den empfindlichen Fläschchen geschult sind. Genaue Anweisungen und der Hinweis auf die End-to-End-Überwachung der Kühlkette für den Impfstoff sorgen allerdings oft dafür, dass Lieferungen pfleglich behandelt werden und dass Lieferanten auf die Einhaltung der Kühlkette achten.

So wichtig sind für Impfstoffe die Kühlketten

Die Besonderheiten, die für den Transport von Vakzinen gelten, zeigen bereits, dass die Pandemie die ganze Branche vor neue Herausforderungen gestellt hat. Viele Hersteller von Impfstoffen wie BioNTech/Pfizer mussten innerhalb kürzester Zeit ihre Lieferketten völlig neu organisieren, um Verluste zu vermeiden und schnell liefern zu können. Die Entwicklung und Anpassung der Impfstoffe schreiten weiter voran, und auch der weltweite Bedarf wird wohl noch für längere Zeit ansteigen.

Mit den mRNA-Impfstoffen ist ein Durchbruch gelungen, der das Impfen insgesamt verändert: Diese Vorgehensweise erlaubt es auch, Vakzine gegen zahlreiche weitere Krankheiten zu entwickeln. Gleichzeitig gilt es im Hinterkopf zu behalten, dass so etwas wie ein neues Virus jederzeit auftauchen kann und dass Pharmaunternehmen wieder unter Hochdruck an der Herstellung und dem sicheren Versand von Impfstoffen arbeiten werden müssen.

Die neuen Herausforderungen an das Tempo der Arbeit, die bislang seltene Notwendigkeit beim Versand, die essenzielle Kühlkette bei extrem niedrigen Temperaturen und an den gesteigerten Diebstahlschutz haben gezeigt, dass noch viel Arbeit vor den meisten Unternehmen liegt: Eine Modernisierung der Lieferkette ist zwar hilfreich, doch in den meisten Fällen war es nötig, dass die Unternehmen ganz neue Systeme etablierten und nutzten.

Ein Blick in die Zukunft von Impfstoff-Kühlketten

Für die Zukunft steht noch mehr als eine Herausforderung an: Es gilt, mehr Fachleute zum Thema Kühlkette auszubilden und sie an geeigneten Stellen zu positionieren. Die Impfstofffläschchen müssen weiterhin optimiert werden und bei der Haltbarkeit der Verpackungen sind Verbesserungen möglich. Auch die Wege und Routen für den Transport vom Hersteller zum Abnehmer sollten genau untersucht und optimiert werden.

Über alledem steht aber die Echtzeittransparenz, die jederzeit Einblicke in den Verbleib und den Zustand der Lieferung gewährt. Du kannst die Daten nutzen, um Analysen für eine Optimierung vorzunehmen, kannst Ankunftszeiten vorhersagen sowie flexibel und spontan Entscheidungen treffen.

Um die Daten von deinen IoT-basierten Sensoren zu sammeln, zu überwachen und auszuwerten, brauchst du einen intelligenten Supply Chain Control-Tower-Service, der dich im Bedarfsfall aktiv alarmiert. So hast du die Möglichkeit, Teams vor Ort zum Eingreifen zu bewegen und Mehrkosten zu verhindern oder zu minimieren. Möchtest du einen Überblick über die Möglichkeiten, die sich deinem Unternehmen bieten, wende dich an uns: Wir helfen dir gern weiter.