Comment qualifier un conteneur de transport thermique de vaccins ? 

Au cours des 20 dernières années, la réglementation a beaucoup évolué dans le domaine des bonnes pratiques de distribution (BPD), ces principes qui doivent être respectés en matière d'expédition de produits réglementés.  Par chance, l'émergence des BPD a permis d'établir une chaîne du froid solide et capable juste à temps pour gérer les gros volumes de vaccins à température contrôlée nécessaires dans la lutte contre le COVID-19. 

Le vaccin de Pfizer, par exemple, exige un stockage à -70 °C et est représentatif des nouveaux défis que la distribution à température contrôlée doit relever.  Les actuels circuits de distribution n'étaient pas équipés pour gérer des produits à -70 °C.  La plupart des centres de distribution sont dépourvus de congélateurs à très basse température et les camions et les avions sont incapables de transporter des produits aussi froids.  La distribution d'un vaccin nécessitant des conditions ultra-froides était un défi à relever pour le secteur de la distribution.  

La pandémie fait émerger la solution de transport à ultra-basse température 

La solution s'est matérialisée dans l'expéditeur thermique. 

Pour faire simple, un expéditeur thermique est une caisse de transport et une armoire frigorifique équipée de packs de froid qui conservent le contenu à la température correcte.  La version de Pfizer était plutôt ingénieuse, avec une isolation sous vide très efficace et des packs de neige carbonique. Les expéditeurs contiennent également un enregistreur de données de température compatible GPS pour suivre les températures et l'itinéraire.  Tous ces articles sont chers.  Mais, étant donné la nature critique des vaccins, un conteneur de transport à basse température efficace était une innovation nécessaire.    

Un expéditeur entièrement rempli contient près de 5 000 doses de vaccin, avec un prix par dose autour des 20 $.  À une valeur de 100 000 $ de produits par boîte, le coût des enregistreurs de données, de l'isolation et des packs de froid devient symbolique.  

Ceci étant dit, les enregistreurs de données peuvent tomber en panne, soit à cause d'un problème technique, soit à cause d'une erreur humaine lors du déploiement.  De cette incertitude est née la nécessité de qualifier les expéditeurs thermiques afin de prouver qu'ils sont adaptés à leur utilisation prévue.  

Anatomie d'un expéditeur thermique 

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Pour comprendre comment qualifier un expéditeur thermique, il faut le décortiquer. De l'extérieur, nous avons affaire à une boîte en carton durable généralement en triple épaisseur et imperméable.  Un expéditeur pouvant coûter jusqu'à 100 $ pièce, les caisses doivent être résistantes pour pouvoir être réutilisées.   

La couche suivante est l'isolation.  Dans notre schéma, il s'agit des panneaux blancs. Pour le transport normal de produits congelés, elle serait en mousse de polystyrène. Mais pour un transit à très basse température, Pfizer a pensé à des panneaux d'isolation sous vide.    

La couche suivante contient des packs de froid.  Dans notre schéma, il s'agit des panneaux argentés.  Pour une expédition congelée normale, nous aurions choisi un pack de froid constitué d'un mélange d'alcool conçu pour opérer un changement d'état (phase solide en phase liquide) à la température cible du produit.  La température du changement d'état est importante car le pack de froid reste à la température du changement d'état jusqu'à ce que ce changement d'état soit terminé. Par exemple, les vieux packs de glace ordinaires opèrent un changement d'état à 0 °C et la température ne remonte pas tant que toute la glace n'a pas fondu.  Pour l'expéditeur à ultra-basse température de Pfizer, les packs de froid sont constitués de neige carbonique, qui passent de la phase solide à la phase gazeuse à -78 °C. 

La couche la plus interne de l'expéditeur contient les boîtes de produits.  Notez que le produit réel n'occupe qu'un petit pourcentage de l'espace disponible.  En général, un expéditeur thermique bien conçu pour les expéditions de produits surgelés conventionnelles dispose de moins de 20 % de son volume pour stocker les produits.   

Qualification : apporter la preuve du bon fonctionnement 

La validation sert à prouver qu'un processus atteint le résultat attendu.  La qualification est le terme employé lorsque l'on valide un équipement.  Ainsi, au moment de la qualification d'un expéditeur thermique, nous validons aussi le mode opératoire standard pour le remplissage de l'expéditeur. 

Pour illustrer un processus de qualification, imaginez un expéditeur destiné à transporter un produit surgelé sur 4 jours en plein été. La plage de température admissible du produit est comprise entre -10 °C et -30 °C.  

Commencez par assembler l'expéditeur thermique conformément à la procédure opérationnelle standard (POS).  La POS comprend des spécifications, telles que le type de pack de froid ainsi que la durée et la température de conditionnement requises du pack de froid avant assemblage.  Placez les packs de froid conditionnés et déposez un produit placebo conditionné dans les conteneurs de produits.  Ensuite, étant donné que nous qualifions l'expéditeur, nous ajoutons des capteurs de température dans la zone des produits.  N'oubliez pas, l'espace est limité dans ces caisses. Ainsi, au lieu de positionner des enregistreurs de données entiers dans la caisse, des sondes à distance câblées sont utilisées.  Une sonde avec thermistance est un bon choix pour cette application car elle est petite et exacte, et existe dans différentes plages de fonctionnement et plages de mesure étalonnées.  Un bon exemple est le dispositif Vaisala VL-1416 plutôt qu'un enregistreur de données avec capteurs internes, comme le dispositif Vaisala VL-1000.   

La clé en matière de qualification d'un expéditeur consiste à remplir la caisse en suivant la POS comme s'il s'agissait d'une expédition réelle.  Les seuls changements sont que le produit est un placebo et que nous avons inclus des capteurs de température dans la charge. 

Placez l'expéditeur rempli dans une chambre environnementale capable de simuler les températures rencontrées pendant le transit.  Étant donné que nous simulons une expédition en été dans un camion non réfrigéré, nous pouvons régler la température de la chambre sur 40 °C pendant 12 heures pour matérialiser une journée ensoleillée et la réduire sur 15 °C pour simuler la nuit. Répétez ce cycle pendant 4 jours pour simuler un transport de 4 jours. 

À la fin de ce défi de 4 jours en chambre environnementale, passez en revue les données de température des enregistreurs de données.  Notez si les capteurs placés dans le produit placebo sont restés dans les spécifications de température (-10 °C à -30 °C) pendant les 4 jours.  Si c'est le cas, vous pouvez être certain que l'expéditeur thermique, s'il est rempli conformément à la POS de remplissage, sera capable de conserver le produit dans les spécifications sur un trajet de 4 jours en été avec des températures maximales en journée de 40 °C.  Une seule étude ne suffit pas, il faut donc répéter le processus sur 2 cycles supplémentaires de 4 jours.  Au bout de 3 bons résultats, l'expéditeur thermique est qualifié. 

Le choix de la durée de test et des températures du défi se fait en fonction des itinéraires de transport prévus et après analyse des conditions météorologiques attendues.  Vous serez peut-être amené à qualifier un expéditeur thermique et une POS pour l'été, et un expéditeur et une POS différents pour l'hiver.  

La qualification est un gage de confiance 

Au final, avec un expéditeur qualifié, vous avez la certitude que le produit sera transporté à la bonne température.  Même avec un capteur de température embarqué, Pfizer devait qualifier son expéditeur.  Il fallait prouver que le capteur unique rendait compte avec exactitude des conditions de l'ensemble de la zone de produits.  Il fallait aussi s'assurer que l'expéditeur serait capable de conserver les températures nécessaires si le capteur embarqué tombait en panne ou si les données étaient perdues.  Dans un scénario plus conventionnel avec un produit moins critique, qualifier un expéditeur permet d'alléger le suivi d'une distribution.  Au lieu de surveiller la température de l'expédition avec des enregistreurs coûteux, nous pouvons vérifier les prévisions météorologiques et nous assurer que les expéditions arrivent dans les délais impartis.   

L'accent mis sur les bonnes pratiques de distribution (BPD) a permis d'obtenir une chaîne du froid plus robuste et de nouvelles technologies sont apparues pour la soutenir.  Beaucoup d'expéditions peuvent désormais être directement surveillées avec des enregistreurs de données peu coûteux et jetables qui, bien que manquant d'exactitude, sont suffisamment adaptés à cette application.  Cependant, les principes fondamentaux qui régissent la durée de transport et les produits sensibles à la température n'ont pas changé.  C'est ce que l'on a constaté avec le développement du chargeur thermique de Pfizer.   

Les vaccins contre le COVID-19 à très basse température illustrent parfaitement l'importance de qualifier les expéditeurs thermiques et sa pertinence continue.  Dans le cas de Pfizer, même en incluant des capteurs de température compatibles GPS dans les expéditeurs, la qualification était toujours nécessaire. Il fallait prouver l'efficacité de l'expéditeur en cas de dysfonctionnement des capteurs de température.  La qualification a permis de garantir que la conception de l'expéditeur thermique était correcte.  Il s'agissait de garantir que les POS de conditionnement étaient adaptées à l'utilisation prévue et que leurs procédures de recharge en neige carbonique étaient efficaces.  

En Amérique du Nord, SoftBox Systems a créé un expéditeur thermique pour ces vaccins.  Cet article comprend une vidéo intéressante détaillant leurs efforts pour développer leur expéditeur.  Cette vidéo contient une image thermique des caisses mises à l'épreuve dans une chambre environnementale : on voit les câbles des capteurs de température (probablement des thermocouples) sortir des caisses stockées à l'envers et sur leurs côtés. 

« Softbox soutient avec succès Pfizer dans la distribution mondiale et la chaîne du froid de ses vaccins contre le COVID-19 » 

En Europe, CSafe Global a développé le chargeur thermique utilisé pour le vaccin Pfizer/BioNtech. Pour plus d'informations sur la conception de CSafe, voici un court article sur leur expéditeur. 

« CSafe Global fournit la protection thermique pour le transport des vaccins contre le COVID-19 depuis l'usine BioNTech » 

En cas de questions sur la validation ou le suivi, contactez-nous ou laissez un commentaire ci-dessous.