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jueves, abril 18, 2024
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Sensor de microfusión colorimétrico para detectar rotura de la cadena de frío en las vacunas

“Desarrollo realizado en laboratorios de la Universidad Tecnológica Nacional,  Facultad Regional Tucumán” 

INTRODUCCIÓN

En publicaciones anteriores puntualizamos que la logística de la distribución y el mantenimiento de la cadena de frío, representaban un gran desafío ante la inminente etapa de administrar vacunas en todos los sitios del planeta. 

CONTROL ELECTRÓNICO DE TEMPERATURA

Si bien existe tecnología electrónica avanzada para medir temperaturas de ultra congelación con alta exactitud (figura 1), no es posible colocar sensores en la infinidad de puntos de los miles de contenedores cargados con vacunas refrigeradas que partirán en aviones hacia los distintos sitios del mundo y a su vez de allí a los centros de vacunación.

Por otra parte la instalación de sistemas de monitoreo electrónico en cientos de miles de partidas implica costos considerables.

Figura 1.

Unisensor Data Logger de bajas temperaturas  con almacenamiento de datos  y puerto USB. 

LOS ENEMIGOS DE LA VACUNA SON LAS  «ARN asas»

La causa de estos exigentes requisitos está en unas enzimas muy abundantes en la naturaleza y que se llaman «ARN asas» que están presentes en multitud de bacterias y facilitan la degradación del ARN, el ácido nucleico en el que se basa la vacuna de Pfizer y BioNTech. «Se degrada muy rápido, mucho más que el ADN» y eso se evita con ultra congelaciones de – 70 °C a – 80 °C durante la larga cadena de distribución .

CONTROL QUIMICO DE TEMPERATURAS DE ULTRA CONGELACIÓN

Por ello se realizó en los laboratorios químicos de la Universidad Tecnológica Nacional un sensor de microfusión de muy bajo costo, alta sensibilidad y cómoda aplicación, para monitorear múltiples sitios de un contenedor que transporta vacunas a grandes distancias y por tiempos prolongados.

SENSOR QUIMICO-COLORIMÉTRICO

El sensor químico contiene dos componentes cuidadosamente seleccionados.

1° Una sustancia llamada fusionante que posee un punto de fusión o congelamiento del valor de la temperatura límite que no se desea superar.

Por ejemplo anhidrido etanoico (– 70 °C)  para vacunas conservadas a muy bajas temperaturas.

O bien +5,7 °C para vacunas tradicionales conservadas a temperaturas de heladera 2°C a 8 °C.

Cuando la temperatura se mueve 2 °C hacia arriba del punto de fusión, es decir 2 grados más caliente, el fusionante se descongela y el colorante se disuelve, formando una solución intensamente coloreada.

Figura 2

A modo de ejemplo, para vacunas que deben conservarse a – 75°C , se selecciona la mezcla del Anhídrido Etanoico (fusionante) que funde a – 73 °C y el Azul Índigo (colorante) que es muy soluble en el anhídrido acético fundido líquido.

Cuando el anhídrido etanoico se hace completamente líquido a – 70 °C, inmediatamente se colorea de azul intenso por la solubilización del azul índigo en toda su extensión, tal como se observa en la figura 2, indicando así que se superó la temperatura de  – 73 °C y se ha roto la cadena de frío.

Se pueden fabricar sensores de muy diversas temperaturas, como -70, -40, -20, -10, + 8 °C, etc.

Está el juicio y la experiencia del profesional químico en seleccionar el fusionante y el colorante para cada temperatura.

SENSORES DE REDUCIDAS DIMENSIONES

Si se desea achicar el volumen del sensor, en vez de usar frasquitos de vidrio como lo muestra la figura, se pueden usar tubitos de hemólisis con tapa o llegar a miniaturizarlos en forma de obleas y finos capilares de medio milímetro de diámetro. El vidrio a usar debe ser tipo pyrex, para soportar bruscos cambios de temperatura durante la ultra congelación y la descongelación de los viales de vacunas.

Los sensores deberán distribuirse en las zonas más alejadas del centro de la carga, es decir en las paredes internas del contenedor entre las vacunas y el aislante térmico. Aquellos sensores que viren de incoloro a azul u otro color (dependiendo del colorante usado), nos estarán alertando sobre la rotura de la cadena de frío.

CONCLUSIONES    

El método propuesto para el control de la cadena de frío cuenta con las siguientes ventajas:

1-Cómodo de distribuir en una amplia superficie de la carga a transportar.

2- Bajo costo.

3-Fácil elaboración.

4-Alta confiabilidad.

5-Fácil de interpretar.

Cuando la Argentina reciba las cargas de vacunas, será alta la responsabilidad de los agentes farmacéuticos y sanitarios de respetar el manejo de las temperaturas críticas indicadas por los fabricantes de las vacunas, para evitar la degradación del material biológico.

Juan Carlos Luján

Investigador Área Química

Universidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional Tucumán. 

jcquimica53@gmail.com

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