Kryobehälter finden sich im Bereich Pharma- und Biotechnologie in unterschiedlichsten Anwendungen. Sei es, um biologische Proben wie Zellen und Gewebe bei extrem niedrigen Temperaturen zu lagern, um sie für zukünftige Studien oder Verwendung zu erhalten, oder auch für den Transport. Somit sind Kryobehälter Teil der Kühlkette und sind deshalb nach EU GDP (European Union Good Distribution Practice) zu qualifizieren und zu validieren. Diese Richtlinien wurden entwickelt, um die Qualität von Arzneimitteln während des gesamten Vertriebsprozesses von Herstellung bis Verbrauch zu gewährleisten.
Die Corona-Pandemie hat die Welt in vielerlei Hinsicht beeinflusst, einschließlich eines wachsenden Bedarfs für Kryoprozesse. Die Entwicklung und Verteilung von COVID-19-Impfstoffen hat die Nachfrage nach ultra-kalten Lagerlösungen verstärkt, da einige Impfstoffe bei extrem niedrigen Temperaturen gelagert werden müssen. Außerdem hat die Pandemie zu einer erhöhten Forschung und Entwicklung in den Bereich Biotechnologie geführt, was den Bedarf an Kryo-Lösungen für die Lagerung und den Transport biologischer, und teilweise extrem temperaturlabiler Muster weiter erhöht hat.
Doch warum müssen Kryogefäße qualifiziert und validiert werden? Rein physikalisch hat z.B. Flüssigstickstoff bei Atmosphärendruck eine stabile und gleichmäßige Temperatur von -196°C.
Natürlich ändert Flüssigstickstoff seine Siedetemperatur in Abhängigkeit vom Umgebungsdruck. Die Vorgabe zur Qualifizierung betrifft deshalb nicht den Flüssigstickstoff, sondern die Kombination mit dem verwendeten Kryobehälter.
In der Pharma- und Biotechnologie werden die zur Lagerung eingebrachten Proben bevorzugt im Bereich der Gasphase von Flüssigstickstoff aufbewahrt, insbesondere bei der Lagerung von biologischen Proben.
Die Vorteile der Lagerung in der Gasphase im Vergleich zur direkten Lagerung in Flüssigstickstoff sind:
1. Minimierung von Kreuzkontamination: Die Lagerung in der Gasphase hilft das Risiko der Kreuzkontamination zwischen Proben zu minimieren, da die Proben nicht direkt im flüssigen Stickstoff liegen.
2. Sicherheit: Die Lagerung in der Gasphase ist sicherer, da die Proben bei einem Leck oder einer Verschüttung des Behälters weniger wahrscheinlich Schaden nehmen.
3. Temperatur: Die Temperatur in der Gasphase ist zwar etwas höher als in flüssigem Stickstoff, bleibt aber dennoch extrem niedrig (normalerweise unter -150°C), was für die meisten biologischen Proben ausreichend ist.
Wichtig ist hierbei zu beachten, dass bei der Lagerung in der Gasphase von Flüssigstickstoff eine sorgfältige Überwachung und Wartung des Behälters erforderlich ist, um sicherzustellen, dass der Stickstoffstand nicht zu niedrig wird und die Temperatur konstant bleibt.
Im Idealfall sollte die Temperatur in der Gasphase des Flüssigstickstoffs nahezu homogen sein. Allerdings können in der Realität Temperaturunterschiede auftreten, abhängig von der genauen Konstruktion und Isolierung, sowie des Aufstellungsortes des Behälters. Und genau diese potenziell möglichen Temperaturschwankungen gilt es durch ein Temperatur-Mapping (Verteilungsstudie) zu ermitteln und zu dokumentieren. Es ist immer ratsam, die Temperatur an mehreren Punkten in der Gasphase zu überwachen, und in einem Validierungsprotokoll zu bestätigen, um die notwendige Temperaturhomogenität sicherzustellen.
Praktische Lösung
Kaye Validator AVS in Kombination mit dem Kaye LN2 Komparator – Flüssigstickstoffbad
Die perfekte Lösung für Kalibrierungen bei -196°C
Wie bei jeder Temperaturvalidierungsstudie gilt auch bei der Validierung von Kryobehältern der einfache 4-Stufen-Grundsatz:
- Kalibrierung und Justage der verwendeten Sensoren anhand der vorgegebenen erforderlichen Messunsicherheiten
- Qualifizierung – Ermittlung der Temperaturwerte an unterschiedlichen Messpunkten (Verteilungsstudie)
- Nachkalibrierung zur Sicherstellung, dass die verwendeten Temperatursensoren immer noch innerhalb der vorgegebene Messunsicherheit arbeiten
- Dokumentation der ermittelten Kalibrier- und Messergebnisse
Der Flüssigstickstoff (LN2)-Komparator ist ein einfach zu bedienendes Gerät für Kalibrierungen, die extrem niedrige Temperaturen erfordern. Unter Ausnutzung des Siedepunkts von flüssigem Stickstoff ermöglicht dieser Komparator in Kombination mit dem Kaye Validator AVS die halbautomatischen Kalibrierungen und Justage der verwendeten Temperatursensoren bei -196°C. Selbstverständlich ist die ebenfalls automatische Erstellung aller Kalibrier- und Qualifizierungsdokumente Bestandteil der Lösung.
Mit dem mitgelieferten Thermoelementhalter können Kalibrierungen an bis zu 48 Thermoelementen gleichzeitig durchgeführt werden. Außerdem wird eine einfache und sichere Handhabung der Thermoelemente, sowie des für die rückführbare Kalibrierung notwendigen Temperaturnormals (Kaye IRTD-400), gewährleistet.
Der LN2-Komparator wurde entwickelt, um die Verdampfungsrate des flüssigen Stickstoffs so gering wie möglich zu halten, und bietet Ihnen die Möglichkeit, mehrere Stunden lang Kalibrierungen unter stabilen Bedingungen durchzuführen.
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