Der Kühlschrank ist Teil des Produkts

Ein Impfstoff, der vom Werk bis zum Oberarm zwei bis acht Grad braucht, trägt überallhin einen Kühlschrank mit sich. Diese Kette ist teuer, sie reißt, und sie reißt in beide Richtungen: Einfrieren schädigt adjuvantierte Impfstoffe ebenso sicher, wie Hitze Lebendimpfstoffe schädigt. Eine thermostabile Formulierung ist der leise Hebel, der die Ökonomie der Immunisierung verändern würde, und sie ist von Anfang bis Ende ein Formulierungsproblem.

Wie oft die Kette versagt

Übersichtsarbeiten zu Studien über die Überwachung der Kühlkette haben wiederholt festgestellt, dass Impfstoffe Temperaturen unterhalb des empfohlenen Bereichs ausgesetzt waren. Eine Literaturübersicht von Hanson und Kollegen berichtete über Frosteinwirkung während der Lagerung in etwa einem Drittel der Studien aus Ländern mit höherem Einkommen und in einem ähnlichen Anteil aus Ländern mit niedrigerem Einkommen. Einfrieren ist das weniger offensichtliche Versagen: Ein gefrorener Impfstoff mit Aluminiumadjuvans kann im Fläschchen normal aussehen und dennoch nicht mehr wie vorgesehen wirken.

Was Kälte kostet

Kühlschränke, Kühlboxen, Kühlakkus, Überwachungsgeräte, Notstrom und die Personalzeit, um all das zu betreiben, kommen zum Impfstoffpreis hinzu. Bei der Versorgung abgelegener Gebiete bestimmt die Kette oft den Zeitplan: wie weit ein Team an einem Tag reisen kann und wie lange eine Impfsitzung dauern kann. Ein Produkt, das Umgebungstemperatur für einen festgelegten Zeitraum verträgt, verändert diese Beschränkungen unmittelbar. Die kontrollierte Temperaturkette der WHO erlaubt bereits, bestimmte zugelassene Impfstoffe vor der Anwendung einige Tage lang bei bis zu 40 Grad Celsius aufzubewahren, was zeigt, welchen Wert die Regulierungsbehörden darauf legen.

Die Physik einer trockenen, unbeweglichen Nutzlast

Die meisten thermischen Schäden an biologischen Nutzlasten entstehen, wenn sich Moleküle bewegen können: Sie entfalten sich, aggregieren, oxidieren oder verlieren ihre Struktur, wenn sich Wasser verlagert. Das Trocknen zu einem Zuckerglas, typischerweise aus Trehalose oder Saccharose, macht sie unbeweglich. Die Gefriertrocknung ist der Standardweg und funktioniert, doch der Trocknungsprozess selbst ist eine Belastung, und der Rekonstitutionsschritt bringt Fläschchen, Verdünnungsmittel und Spritze zurück. Ein trockenes Partikel in einer schützenden Hülle, formuliert als Tablette oder Pulver, vermeidet diesen letzten Schritt.

Was unsere Schichten beitragen

In unserer Plattform können die äußeren Schichten als Feuchtigkeits- und Sauerstoffbarriere wirken, während die innere Matrix für die Immobilisierung sorgt. Diese Kombination setzen wir bereits für oxidationsempfindliche und hygroskopische Wirkstoffe ein. Für einen Impfstoffentwickler sind die Fragen dieselben, die wir für jede Nutzlast beantworten: wie viel Wasser über welchen Zeitraum eindringt, bei welcher Temperatur das Glas erweicht und wie viel Aktivität der Nutzlast nach beschleunigter Lagerung erhalten bleibt. Wir liefern diese Daten, abgestimmt auf den Wirksamkeitsassay des Entwicklers.

Wer kauft einen Impfstoff ohne Kühlschrank

Die Käufer, für die die Temperatur am meisten zählt, sind keine Apotheken. Es sind Gesundheitsministerien und das globale Beschaffungssystem: UNICEF und andere UN-Organisationen kaufen Impfstoffe, die die WHO-Präqualifizierung bestanden haben, größtenteils für Länder, in denen Hitze und Entfernung die Kühlkette am schwersten aufrechtzuerhalten machen. Ein Produkt, das Hitze verträgt, keine Nadel braucht und als Tablette oder Trockenpulver versandt wird, kommt dem idealen Produkt für genau diese Käufer nahe. Deshalb gehören Thermostabilität und ein Weg zur Präqualifizierung von Anfang an in denselben Plan und nicht erst als nachträglicher Gedanke, sobald eine Markteinführung in den USA gesichert ist.

Wichtige Fakten

• Eine Literaturübersicht zu Kühlkettenstudien ergab, dass Impfstoffe während der Lagerung in 33 Prozent der Studien aus wohlhabenderen Ländern und in 37,1 Prozent der Studien aus Ländern mit niedrigerem Einkommen Temperaturen unterhalb des empfohlenen Bereichs ausgesetzt waren (Hanson et al. 2017, Vaccine 35:2127)
• Die kontrollierte Temperaturkette der WHO erlaubt, zugelassene, entsprechend gekennzeichnete Impfstoffe oberhalb von 2 bis 8 Grad Celsius aufzubewahren, bis zu mindestens 40 Grad für mindestens drei Tage, einmalig vor der Verabreichung (WHO)
• Die WHO-Präqualifizierung von Impfstoffen wird für UNICEF und andere UN-Organisationen erbracht, die Impfstoffe beschaffen (WHO)
• Ein Mikronadelpflaster gegen Masern und Röteln erzeugte bei Säuglingen in einer Phase-1/2-Studie in Gambia Immunantworten, die mit einer subkutanen Injektion vergleichbar waren, ein nadelfreies Format für schwer erreichbare Regionen (Adigweme et al. 2024, Lancet 403:1879)

Fragen

Wie unterstützt die Verkapselung die Thermostabilität?

Barriereschichten halten Feuchtigkeit und Sauerstoff fern, und ein Kern aus Zuckerglas hält die Nutzlast im trockenen Zustand unbeweglich. In Kombination mit dem Hilfsstoffsystem des Entwicklers wird die Leistung in beschleunigten Stabilitätsstudien bei 25 und 40 Grad Celsius gemessen.

Senden Sie uns ein Stabilitätsprofil, und wir planen eine Studie zur beschleunigten Lagerung.

Weiterführende Lektüre

• Überblick über die Impfstoffverabreichung
• WHO-Präqualifizierung und Wege jenseits der FDA
• orale Impfstofftabletten
• Oxidation und Instabilität
• kurze Halbwertszeit
• mehrschichtige Verkapselung
• Wirkstofftransport messen
• Verabreichung in der Tiermedizin und im Feld
• Exosomen und Vesikelstabilität
• Restaktivität im Feld
• nasale und sublinguale Verabreichung