Das Medikament des deutschen Unternehmens Biontech etwa benötigt eine Temperatur von bis zu - 70 °C für Transport und Lagerung. Damit diese Pharmazeutika sicher aufbewahrt werden können, sind besondere Ultra-Tiefkühlgeräte notwendig – und gefragt wie nie zuvor.

Für die meisten pharmazeutischen Wirkstoffe genügt in der Logistikkette eine Temperatur zwischen 2 und 8 °C, wie in einem normalen Kühlschrank. Deshalb sind auch Ultra-­Tiefkühlgeräte wie die von Lauda bisher eher wenig verbreitet und v.a. bei spezialisierten Institutionen im Bereich der Pharmadienstleistung im Einsatz, aber auch in Universitäten und Forschungseinrichtungen. Sie benötigen diese tiefen Temperaturen u.a., um hochkonzentrierte pharmazeutische Wirkstoffe bis zur Verarbeitung sicher aufzubewahren und Rückstellproben, Zelllinien, Gewebe von Tieren und Pflanzen oder Referenzstämme von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen, Viren und Pilzen langfristig zu lagern.

Covid-19-Impfstoff erhöht Bedarf an ­Ultra-Tiefkühlgeräten drastisch

Doch mit der Pandemie haben sich die Anforderungen grundlegend verändert: Damit die hochempfindlichen Impfstoffe ihre Wirkung behalten, müssen selbst die niedrig konzentrierten Injektionen bei - 70 °C in Ultra-Tiefkühlgeräten gelagert und mithilfe großer Mengen Trockeneis auch bei - 70 °C transportiert werden. Andernfalls würden die Wirkstoffe zerfallen, die Impfung würde keine Schutzwirkung entfalten.

Wie groß der aktuelle Bedarf ist, zeigt ein ungewöhnlicher Großauftrag eines international tätigen Pharmazulieferers aus Deutschland. Das Unternehmen aus der pharmazeutischen Produktion hat bei dem mittelständischen Temperier- und Laborgerätehersteller Lauda bereits frühzeitig 18 Ultra-Tiefkühlgeräte zur sicheren Lagerung eines konzentrierten Covid-19-Impfstoffes vor der Abfüllung geordert. Der weitaus größere Bedarf jedoch liegt bei knapp 100 weiteren Ultra-Tiefkühltruhen, die für die Lagerung der niedriger konzentrierten und fertig abgefüllten Dosen eines Impfstoffs gegen Covid-19 erforderlich sind. In dieser Dimension ein gänzlich neuartiger Anwendungsfall.

Lauda hat auf die Veränderungen im Markt rasch reagiert und mit der Tochtergesellschaft Lauda-GFL die neue Linie von Ultra-Tiefkühlgeräten Versafreeze auf den Markt gebracht.

Bessere Temperaturkonstanz und Cloud-Überwachung

Die neuen Tiefkühlgeräte haben eine deutlich verbesserte Isoliertechnik: Eine Kombination von Vakuumpaneelen und Polyurethan schützt  den Inhalt vor Erwärmung. Damit wird die Isolierung trotz verbesserter Isolationseigenschaften dünner und lässt mehr Platz für den Nutzraum. Dadurch wird eine exzellente Temperaturhomogenität und -konstanz erreicht. Ein in der Pharmavalidierung vielen Anwendern bekanntes Phänomen gehört damit auch der Vergangenheit an: Oft müssen dort ganze Fächer von Tiefkühlgeräten aufgrund einer schlechten Temperaturverteilung innerhalb des Gerätes gesperrt werden.

Die neuartige Isolationstechnik hat zudem positive Auswirkungen auf die Energieeffizienz. Weniger Wärmeeintrag bzw. Kälteverlust bedeutet weniger Energiebedarf, die Abkühlzeit auf die Solltemperatur verkürzt sich. Falls der elektrische Strom ausfällt oder ein Gerätedefekt auftreten sollte, verlängert sich die Antauzeit. Damit bleiben Materialproben oder Impfstoffe über einen größeren Zeitraum vor Auftauen und somit kostspieliger Beschädigung, Verderb oder gar Verlust langjähriger Forschungsarbeit geschützt.
Für unvorhergesehene Ausfälle und sehr kostbare Lagerinhalte wird optional eine Sicherheitskühlung mit CO₂ oder LN2 (Flüssigstickstoff) angeboten. LN2 kommt immer dann zum Einsatz, wenn die eingelagerten Materialien nicht mit CO₂ in Kontakt kommen dürfen. Der Hersteller hat in die Sicherheitskühlsysteme für die Versafreeze Ultra-Tiefkühlgeräte einen Akkumulator integriert, der die Sicherheitskühlung und das Alarmmodul ein komplettes Wochenende mit Strom versorgt.

Neu an den Ultra-Tiefkühlgeräten ist auch das kapazitive Touch-Display mit intuitiver Bedienung, die vielfältige Einstellmöglichkeiten bietet, wie Datenlogger, passwortgeschützte Zugriffsrechte und die sichere Überwachung über die Lauda Cloud. Neu ist zudem der Einsatz nachhaltiger Kältetechnik. Der Temperaturbereich der unterschiedlichen Modelle liegt entweder zwischen - 40 und 0 °C oder zwischen - 85 und - 50 °C.

Ob in wassergekühlter Ausführung, mit Kalibrierung der zeitlichen und räumlichen Temperaturkonstanz oder auf Basis individueller Bedürfnisse an den Innenraum sind auch kundenspezifische Wünsche realisierbar – die Forschung und Produktion pharmazeutischer Wirkstoffe erfordert flexible Systeme.