COVID-19 以及對超低溫運輸系統的需求

UPS 工作人員正在查看 stirling ultracold 溫度記錄上的數據

「曲速行動計劃 (Operation Warp Speed)」是一項耗資數十億美元的美國公私合作計劃,面臨著在幾個月內開發和分配 COVID-19 疫苗的艱鉅任務。

在預期中的疫苗核准之後,一月份可能會有將近 30000 萬劑的疫苗等待配送。此外,其他製藥商及相關研究人員也正努力在短時間內研發出更多的治療方法。

這意味著主要的運輸和配送公司必須迅速採取行動,制定「超低溫 (ULT) 冷鏈運輸」計劃。

最有用的疫苗在運送中需要儲存在超低溫的環境 - 溫度低至攝氏 -80 度 (華氏 -112 度)。這時需要數千台特殊的超低溫冷凍櫃。

以 UPS 的規模,有能力在美國和歐洲的戰略樞紐機場附近設置超低溫 (ULT) 冷凍櫃。近期目標是在需要的時間和地點儲存和運送新的 COVID-19 疫苗。

刻不容緩的步調將實際推動超低溫冷凍技術和 SPL (第三方物流) 託運產業的快速變革。一系列的變革正快速推動生物製藥配送和物流的未來。

根據美國國家衛生研究院的研究,人工智慧 (AI) 不但能加速藥物檢測,更有助於其他藥品的創新研究。相關個人化醫療的遞送能力,無不仰仗前瞻技術的選擇。

UPS 醫療保健人員檢查冷凍櫃中的瓶子

最新的超低溫冷凍櫃

大多數超低溫冷凍櫃使用商用壓縮機技術,藉由開關循環來調節溫度。但商用壓縮機是需要經常維護的複雜機器;需要足夠的電力和空間來運作,並會產生過熱現象,從而增加空氣調節系統的成本。但這是產業標準。

近年來,一款克服了上述諸多問題的新穎超低溫冷凍櫃技術迅速獲得採用。結合 Stirling 引擎的基本設計,超低溫冷凍櫃使用自由活塞 Stirling 引擎,引擎只需簡單的活動零件,且系統為無油設計。

因此,超低溫冷凍櫃在實質上無需維護且故障率極低。由於引擎持續運作,可保持精準的穩態溫度,並在冷凍櫃開門後迅速恢復低溫。藉由自由活塞引擎,能在更小的佔地面積內容納更多的樣品,消耗更少的能源,並產生最少的環境熱能。

COVID-19 候選疫苗不確定的溫控要求也引起了大眾對新型超低溫冷凍櫃的興趣,因為冷凍櫃能夠提供的溫控範圍很廣,從攝氏 -80 度到攝氏 -20 度,可靠地維持樣本的儲存溫度。

不論超低溫技術的發展,冷凍櫃目前都需要人員手動儲存和取出藥物和樣品,並同時管理冷凍櫃的性能,通常只需簡易的文書作業。為了跟上產業變化的步伐,超低溫冷凍櫃正朝向支持樣品追蹤、溫度監控和可靠數據檢查的解決方案發展。

「生物製劑樣本已成為公司真正的資產,因此,樣品管理的重要性更甚以往。」

超低溫冰櫃遠距監控和資料管理的興起

操作超低溫冷凍櫃的工作人員需要洞察力,以避免在樣品管理的過程中發生錯誤或延誤。人員打開冷凍櫃的櫃門,對結霜的樣品分類,找出需要的樣品,這過程可能會讓暖空氣與冷凍櫃內的物品接觸。

人員必須察覺在為下游加工、研究或臨床應用提取樣品時,必須保持樣品的低溫監控。這需要透過雲端進行智慧和數據管理。

生物製劑樣本已成為公司真正的資產,因此,樣品管理的重要性更甚以往。

雲端連線將支援跨超低溫冷凍櫃的感測器遠距監控、控制和預測分析。連續的數據流將檢測性能特徵,以提供重要的「內建」資訊,確保正確的樣品管理,從而提高生物製劑的功效。

未來的超低溫冷凍櫃將引入引導式使用功能,將提供在實驗室管理系統和冷凍櫃使用據點追踨和維護觀察日誌。研究人員和 SPL (第三方物流) 將確切知道樣品在冷凍櫃內的位置,從而維護低溫監控,提高樣品完整性。

倉庫中有多個冷凍櫃

機器人技術和超低溫「自動販賣機」

目前,工作人員從超低溫冷凍櫃中取出成箱的疫苗和其他生物製劑,然後進行分類和包裝以供運送。機器人將藉由與超低溫冷凍櫃連結,選擇劑量的位置、放置和擷取來簡化該過程。

機器人的精確度和速度將進一步提升冷鏈運輸系統的監控。隨著個人化醫療的巨大成長 - 使用基因操作和 CRISPR 技術開發的治療方法為個別患者創造了標靶治療。超低溫系統將成為「虛擬自動販賣機」,從數億個藥劑中找出一劑直接運送到患者照護據點。

物流方面,在必要的情況下,該軟體將引導機器人把整個冷凍櫃的內容物移動到其他的冷凍櫃。

資訊管理、預測分析、機器人和人工智慧的合併是未來趨勢,同時也將為所有類型的生物材料建立一個更可靠、更強大的冷鏈運輸監控系統。

隨著醫藥和生物製藥的發展,包括 UPS 營運設施內的超低溫儲存設備將成為新型疫苗、療法和醫療樣本的技術情報交換站和配送中心,能自動儲存並按需要即時運送。

現在正處於潛在疫苗配送艱辛時期,同時還要面對截然不同的未來,我們必須同時適應兩者並持續進步。

瞭解 UPS Healthcare 在全球運輸網的投資,如何提供各大企業低溫運輸系統倉儲領域首屈一指的解決方案。

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