Het zal moeilijk zijn om coronavirusvaccins tijdens de distributie bij temperaturen onder het vriespunt te houden, maar waarschijnlijk de sleutel tot het beëindigen van de pandemie

Net als een vers stuk vis zijn vaccins zeer bederfelijke producten en moeten ze op zeer koude, specifieke temperaturen worden bewaard. De meeste COVID-19-vaccins die in ontwikkeling zijn – zoals de Moderna- en Pfizer-vaccins – zijn nieuwe op RNA gebaseerde vaccins . Als ze te warm of te koud worden , bederven ze . En net als vis moet een bedorven vaccin worden weggegooid.

Dus hoe krijgen bedrijven en volksgezondheidsinstanties vaccins bij de mensen die ze nodig hebben?

Het antwoord is iets dat de koude keten van vaccins wordt genoemd – een toeleveringsketen die vaccins onder streng gecontroleerde temperaturen kan houden vanaf het moment dat ze worden gemaakt tot het moment dat ze aan een persoon worden toegediend.

Uiteindelijk zullen honderden miljoenen mensen in de VS en miljarden mensen wereldwijd een coronavirusvaccin nodig hebben – en mogelijk twee doses ervan . Deze massale vaccinatie-inspanning vereist een complexe koude keten van vaccins op een schaal als nooit tevoren. De huidige koelketen voor vaccins is niet opgewassen tegen de taak en het zal niet eenvoudig zijn om de toeleveringsketen uit te breiden.

Problemen met de koude keten betekenen verspilde vaccins

De meeste vaccins moeten binnen 1 graad Fahrenheit (1 graad Fahrenheit is ongeveer 0,56 graad Celsius.) van hun ideale temperatuur worden bewaard . Traditionele vaccins worden meestal bewaard tussen 35 graden Fahrenheit en 46 graden Fahrenheit , maar sommige van de toonaangevende COVID-19-vaccins moeten bij veel koudere temperaturen worden bewaard. Het vaccin van Moderna vereist een opslagtemperatuur van minus 4 graden Fahrenheit , terwijl Pfizers vaccinkandidaat een opslagtemperatuur van minus 94 graden Fahrenheit vereist . Dit zijn geen gemakkelijke temperaturen om nauwkeurig te handhaven.

Een studie uit 2019 schat dat 25% van de vaccins afgebroken zijn tegen de tijd dat ze op hun bestemming aankomen. Als een vaccin wordt blootgesteld aan temperaturen buiten het bereik, en dit wordt opgemerkt, worden de vaccins altijd weggegooid. In zeldzame gevallen wordt een temperatuurfout gemist en wordt een van deze vaccins toegediend. Onderzoek toont aan dat deze vaccins geen nadelige effecten veroorzaken , maar een verminderde bescherming kunnen bieden en mogelijk een hervaccinatie van een patiënt vereisen.

Temperatuurfouten zijn meestal te wijten aan onjuiste verzendprocedures in de koelketen, en deze verliezen worden geschat op 34,1 miljard dollar per jaar . Maar dat aantal houdt niet eens rekening met de kosten – zowel fysiek als financieel – van ziektes die voorkomen hadden kunnen worden door tijdige levering van hoogwaardige vaccins.

Als wetenschapper in operations management, bestudeer ik toeleveringsketens voor bederfelijke producten in de farmaceutische industrie en hoe deze zich verhouden tot productkwaliteit . Met miljarden vaccins die nodig zijn om de pandemie aan te pakken, zou een hoog bederfpercentage resulteren in een immens financieel verlies en een enorme vertraging in vaccinaties, wat zou kunnen leiden tot doden en een langere wereldwijde uitschakeling.

De koudeketen vandaag

Deskundigen schatten dat wereldwijd ergens tussen de 12 miljard en 15 miljard COVID-19-vaccins nodig zijn .

Momenteel is de wereld in staat om ongeveer 6,4 miljard griepvaccins per jaar te produceren en te distribueren . Experts verwachten dat bedrijven in 2021 ongeveer 9 miljard COVID-19-vaccins zullen produceren , en de koelketen moet deze enorme toename aankunnen bovenop de vaccins die al elk jaar moeten worden verspreid.

De koudeketen vereist drie belangrijke infrastructuuronderdelen: vliegtuigen, vrachtwagens en koelhuizen. Hoe de infrastructuur is aangesloten en benut, hangt af van de vaccinproductielocaties en de vraagpunten.

Zodra een COVID-19-vaccin is geproduceerd, wordt het waarschijnlijk onmiddellijk per vrachtwagen naar de dichtstbijzijnde geschikte luchthaven vervoerd. Omdat een COVID-19-vaccin bijzonder waardevol en tijdsgevoelig is, zal het waarschijnlijk via luchtvervoer over het land of de wereld worden verzonden. Nadat deze vliegtuigen zijn uitgeladen, worden de vaccins per vrachtwagen naar geschikte opslagplaatsen gebracht voor transport naar distributiefaciliteiten. Sommige vaccins kunnen rechtstreeks vanuit de magazijnen naar gezondheidsinstellingen worden verzonden waar de vaccinaties zullen plaatsvinden.

Voorbereidingen en oplossingen

Dus wat kunnen bedrijven, gezondheidsinstanties en overheden doen om de koelketen uit te breiden?

De eerste stap is om te bepalen waar de vaccins zullen worden geproduceerd. Als de productie voornamelijk in het buitenland plaatsvindt, zullen bedrijven vrachtwagens en vliegtuigen moeten gebruiken voor transport binnen hun eigen land en voor verdere distributie naar anderen.

Er is ook veel onduidelijkheid over welk COVID-19-vaccin als eerste zal worden goedgekeurd . Verschillende vaccins kunnen verschillende temperaturen en verschillende behandelingsprocedures vereisen. Daarom zou het personeel in de hele koudeketen verschillende training nodig hebben in het omgaan met elk vaccin.

Een andere vraag is hoe vaak leveringen op zorgpunten moeten plaatsvinden . Dit hangt af van de koelcapaciteit van zorginstellingen en ziekenhuizen, de personele middelen, de locaties waar de vaccins worden gegeven en vele andere factoren, waaronder de houdbaarheid van het vaccin zelf.

Ten slotte is er het simpele probleem hoe de verzend- en opslagcapaciteit kunnen worden uitgebreid.

Typische restaurantvriezers hebben een bereik van 5 graden Fahrenheit tot min 10 graden Fahrenheit en kunnen eenvoudigweg niet de temperaturen bereiken die vereist zijn voor zoiets als het Pfizer-vaccin. Er is speciale apparatuur nodig.

Verschillende grote logistieke bedrijven, waaronder UPS en DHL, investeren al in nieuwe opslagfaciliteiten voor koelketenbeheer. UPS voegt vrieskwekerijen toe met 600 diepvriezers die een temperatuur van min 80 graden Celsius kunnen bereiken nabij UPS-hubs in Louisville, Kentucky en Nederland. Elke vriezer kan 48.000 injectieflacons met vaccin bevatten en kan gemakkelijk het Pfizer-vaccin of het Moderna-vaccin bij de noodzakelijke lage temperaturen bewaren .

Het installeren van vriezers die geschikt zijn voor de lage temperaturen die het Pfizer-vaccin nodig heeft, is op veel plaatsen niet mogelijk, dus het is essentieel dat er processen worden opgezet om ervoor te zorgen dat die gebieden een constante aanvoer van het vaccin kunnen ontvangen.

Luchthavens en logistieke bedrijven bekijken momenteel of ze in deze behoefte kunnen voorzien. Het resultaat valt nog te bezien.

Dit zijn slechts enkele van de belangrijkste problemen en mogelijke oplossingen, maar er kunnen zich tientallen interessante scenario’s voordoen.

Als de Amerikaanse regering bijvoorbeeld betrokken raakt bij de distributie, bestaat de mogelijkheid dat het leger vaccins vervoert . Constante elektriciteit wordt ook essentieel. In regio’s waar brandgevaar tot stroomuitval leidt of in ontwikkelingslanden waar het elektriciteitsnet niet zo betrouwbaar is, kunnen duizenden vaccins verloren gaan als de stroom uitvalt. Er wordt ook verwacht dat alleen bepaalde luchthavens die gecertificeerd zijn voor het afhandelen van farmaceutische producten dergelijke waardevolle, bederfelijke vracht kunnen accepteren, zodat daar knelpunten kunnen ontstaan. En tot slot is het mogelijk dat met de luchtvaartmaatschappijen die aan het bijkomen zijn van de pandemie , er misschien niet genoeg actieve vliegtuigen zijn om aan de vraag naar verzending van deze vaccins te voldoen.

Elk geproduceerd vaccin kan een leven redden en de wereld dichter bij een normalisatie brengen, maar de vaccins krijgen waar ze moeten zijn, zal niet gemakkelijk zijn. Het voorbereiden en versterken van de koelketen voor de distributie van vaccins zal ervoor zorgen dat vaccins niet worden verspild en zal de wereld helpen deze pandemie sneller te doorstaan.

Dit verhaal is bijgewerkt om de opslagcapaciteit van de vriesbedrijven correct weer te geven.