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Kühlkette im Transport

Mittlere kinetische Temperatur (MKT) erklärt

Was ist die Mittlere Kinetische Temperatur (MKT)? Wie wird sie berechnet? Und weshalb ist sie für pharmazeutische Stabilitätsstudien, Lagerung und die Einhaltung der GDP-Richtlinien von entscheidender Bedeutung?


Die Mittlere Kinetische Temperatur (MKT) ist eine gewichtete Durchschnittstemperatur, die die thermische Belastung zusammenfasst, der ein Medikament oder Produkt über einen bestimmten Zeitraum in einem Bereich verschiedener Temperaturen ausgesetzt ist. Sie wird bei pharmazeutischen Stabilitätsstudien verwendet, um die Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf die Produktqualität zu bewerten.

Die mittlere kinetische Temperatur (MKT) wird in der Pharma- und Life-Science-Industrie verwendet, um die Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf die Wirksamkeit und Sicherheit eines Arzneimittels zu bewerten. Im Jahr 1971 berechnete J.D. Haynes eine «virtuelle Temperatur» zur Vorhersage des Produktverfalls unter Berücksichtigung von Temperaturschwankungen in einer bestimmten Region. Die Berechnung basiert auf der Arrhenius-Gleichung, die den Zusammenhang zwischen Temperatur und chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten beschreibt.

MTK steht für einen einzelnen berechneten Temperaturwert, der die kumulative thermische Belastung simuliert, der ein Arzneimittel oder Wirkstoff über einen bestimmten Zeitraum ausgesetzt ist. Per Definition ist der MTK höher als der einfache arithmetische Mittelwert der Temperatur, da er anhand der Arrhenius-Gleichung höheren Temperaturen ein grösseres Gewicht beimisst.

Die U.S. Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) und die Europäische Kommission erkennen den MKT als mathematisches Hilfsmittel an, um sichere Versand- und Lagerbedingungen innerhalb bestimmter Klimazonen zu ermitteln.

 

20230503_Download_Icon_MKT_Article_ENIst die Nutzung der Mittleren Kinetischen Temperatur ratsam?

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Wann kommt die Mittlere Kinetische Temperatur zur Anwendung?

Stabilitätsstudien:

  • Die MKT kann zur Simulation (Vorhersage) der Zersetzung einer Arzneimittelsubstanz während einer Stabilitätsstudie verwendet werden.

Lagerung:

  • In behördlichen Dokumenten besteht ein breiter Konsens darüber, dass die MKT verwendet werden kann, um Temperaturschwankungen ausserhalb der spezifizierten Lagerbedingungen von gekühlten und bei Raumtemperatur gelagerten Produkten zu bewerten.

Transport:

  • MKT wird manchmal im Transportwesen angewendet, berücksichtigt jedoch keine Faktoren, die zu irreversiblen Qualitätsmängeln führen können, wie z. B. Frostereignisse, kurzfristige extreme Temperaturspitzen oder Bedingungen, die von Überwachungsgeräten nicht erfasst wurden.

Je höher (und länger) ein Arzneimittel während des Transports oder im Lager hohen Temperaturen ausgesetzt ist, desto schneller zersetzt es sich.

 

Mean Kinetic Temperature (MKT) – Bewährte Verfahren und Einschränkungen:

  • Verwenden Sie die MKT hauptsächlich für die Lagerung - je länger der Zeitraum, desto aussagekräftiger ist die MKT.

  • Verwenden Sie die MKT nur dort, wo Sie die Temperatur kontrollieren können (gekühlt oder bei Raumtemperatur).

  • Die MKT eignet sich nicht für Tiefkühlprodukte.

  • Verwenden Sie die MKT, um Temperaturschwankungen zu bewerten, aber nicht, um frühere Schwankungen auszugleichen.

  • Die MKT berücksichtigt keine Gefrier- und Auftauzyklen.

 

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Wie wird die Mittlere Kinetische Temperatur berechnet?

Die Mittlere Kinetische Temperatur wird anhand einer Formel berechnet, die aus der Arrhenius-Gleichung abgeleitet wurde, welche modelliert, wie Temperatur die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen beeinflusst. Anstatt alle Temperaturen gleich zu behandeln, gewichtet die MKT-Berechnung höhere Temperaturen stärker als niedrigere Temperaturen, um deren überproportionalen Einfluss auf die Produktdegradation widerzuspiegeln.

Wichtige Komponenten der MKT-Berechnung

  • Individuelle Temperaturwerte: Jeder aufgezeichnete Temperaturpunkt während des Überwachungszeitraums.
  • Zeitintervalle: Die Dauer, während der jede Temperatur aufrechterhalten wird.
  • Aktivierungsenergie: Eine Konstante, die die Empfindlichkeit des Produkts gegenüber temperaturbedingtem Zerfall angibt.
  • Gaskonstante (R): Eine physikalische Konstante, die in der Arrhenius-Gleichung verwendet wird.

Beispielberechnung (vereinfacht)

Wenn ein Produkt überwiegend bei 20 °C gelagert wird, aber kurzzeitig Temperaturen von 30 °C ausgesetzt ist, liegt der MKT näher bei 30 °C als beim arithmetischen Mittelwert, da höhere Temperaturen den Qualitätsverlust beschleunigen. Dadurch wird sichergestellt, dass kurze, aber signifikante Temperaturabweichungen im Endwert angemessen berücksichtigt werden.

In der Praxis werden MKT-Berechnungen selten manuell durchgeführt. Validierte Softwareplattformen und Temperaturdatenloggersysteme, wie sie beispielsweise in Umgebungsüberwachungslösungen integriert sind, berechnen die MKT automatisch anhand kontinuierlicher Temperaturdaten. Dies verbessert die Genauigkeit, Konsistenz und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

 

Weshalb ist die Mittlere Kinetische Temperatur (MKT) für die Qualitätssicherung von entscheidender Bedeutung?

Temperaturschwankungen können die Produktstabilität, Wirksamkeit und Haltbarkeit erheblich beeinflussen, insbesondere bei pharmazeutischen und biologischen Produkten. MKT bietet eine wissenschaftlich fundierte Methode zur Bewertung der kumulativen Temperatureinwirkung, anstatt sich ausschliesslich auf isolierte Datenpunkte zu stützen.

Aus regulatorischer Sicht unterstützt die MKT die Einhaltung der GxP- und GDP-Anforderungen, indem sie einen vertretbaren, datengestützten Ansatz zur Bewertung der Lagerungs- und Vertriebsbedingungen bietet. Die Aufsichtsbehörden erkennen die MKT als nützliches Instrument bei der Untersuchung von Temperaturabweichungen und der Ermittlung potenzieller Auswirkungen auf das Produkt an.

Für Pharma-, Lebensmittel- und Logistikunternehmen bietet MKT entscheidende Vorteile:

  • Verbesserte Risikobewertung bei Temperaturabweichungen
  • Verbesserte Entscheidungsfindung hinsichtlich der Freigabe oder Quarantäne von Produkten
  • Bessere Übereinstimmung mit den regulatorischen Erwartungen bei Audits und Inspektionen
  • Grösseres Vertrauen in globale Lagerungs- und Vertriebsstrategien

Durch die Integration von MKT in Qualitätssysteme können Unternehmen von einem reaktiven Abweichungsmanagement zu einem proaktiveren, wissenschaftlich fundierten Ansatz zur Temperaturrisikokontrolle übergehen.

 

Häufig gestellte Fragen zur mittleren kinetischen Temperatur

 

Was ist der Unterschied zwischen der mittleren kinetischen Temperatur (MKT) und der Durchschnittstemperatur?

Die mittlere kinetische Temperatur (MKT) drückt die Gesamtwirkung von Temperaturschwankungen während der Lagerung oder des Transports verderblicher Güter aus. Die MKT wird verwendet, um die Gesamtwirkung von Temperaturschwankungen auf verderbliche Güter vorherzusagen. 

Die mittlere kinetische Temperatur ist kein einfacher mathematischer Durchschnitt. Sie basiert auf einer gewichteten Berechnung, die höhere Temperaturen stärker berücksichtigt, da diese den chemischen Abbau beschleunigen. Daher ist die MKT immer gleich oder höher als der arithmetische Mittelwert und liefert somit ein realistischeres Bild der thermischen Belastung von pharmazeutischen Produkten.

Weshalb haben höhere Temperaturen einen grösseren Einfluss auf die MKT-Berechnung?

Höhere Temperaturen haben einen grösseren Einfluss auf die MKT-Berechnung, da die Geschwindigkeit der chemischen Zersetzung exponentiell mit der Temperatur ansteigt. Die MKT-Formel leitet sich aus der Arrhenius-Gleichung ab, die beschreibt, wie sich die Reaktionsgeschwindigkeit mit steigender Temperatur beschleunigt.

In der Praxis führt bereits ein geringer Temperaturanstieg zu einer überproportional starken Zunahme der molekularen Reaktionsaktivität. Daher tragen kurze Einwirkungen erhöhter Temperaturen stärker zur Gesamtzersetzung eines Produkts bei als längere Einwirkungen bei niedrigeren Temperaturen. Die MKT-Berechnung gewichtet höhere Temperaturen bewusst stärker, um dieses exponentielle Verhalten widerzuspiegeln und die tatsächliche kumulative thermische Belastung eines Produkts zu simulieren.

 

Wird die mittlere kinetische Temperatur von den Aufsichtsbehörden akzeptiert?

Ja, Aufsichtsbehörden wie die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) und die Europäische Kommission erkennen die MKT als wissenschaftliches Instrument zur Bewertung der Temperatureinwirkung während der Lagerung und des Vertriebs an, um Temperaturabweichungen im Hinblick auf die Produktsicherheit zu identifizieren. Bei sachgemässer Anwendung wird sie häufig in Stabilitätsstudien, Abweichungsbewertungen und Prüfungsbegründungen herangezogen.

Ist der Einsatz der MKT für gefrorene oder kryogene Produkte geeignet?

Nein, MKT ist für gefrorene Produkte nicht geeignet. Es berücksichtigt keine Gefrier-Auftau-Zyklen, physikalischen Schäden oder irreversiblen Veränderungen, die bei Temperaturen unter Null auftreten können. Für die Lagerung von gefrorenen und kryogenen Produkten sind separate Risikobewertungen und Stabilitätsdaten erforderlich.

 

Wie lange sollten Temperaturdaten für eine MKT-Bewertung erfasst werden?

Die mittlere kinetische Temperatur ist über längere, kontinuierliche Überwachungszeiträume, wie Wochen oder Monate, am aussagekräftigsten. Kurze Überwachungszeiträume spiegeln die kumulative thermische Belastung möglicherweise nicht genau wider und sollten mit Vorsicht interpretiert werden.

Kann die MKT kurzfristige Temperaturspitzen erkennen?

Die mittlere kinetische Temperatur spiegelt die Auswirkungen kurzfristiger Temperaturspitzen nur dann wider, wenn diese von Temperaturüberwachungsgeräten erfasst werden. Eine genaue und kontinuierliche Datenerfassung ist daher unerlässlich. Ohne zuverlässige Aufzeichnungen können kurze, aber potenziell schädliche Abweichungen unentdeckt bleiben und bei den MKT-Berechnungen nicht berücksichtigt werden.

Dies unterstreicht die Bedeutung validierter Temperaturüberwachungssysteme, die die erforderlichen konsistenten und detaillierten Aufzeichnungen liefern können, um sicherzustellen, dass alle signifikanten Temperaturschwankungen – auch wenn sie nur kurz sind – in Stabilitäts- und Konformitätsbewertungen berücksichtigt werden. Durch die Implementierung robuster Überwachungsprotokolle können Pharmazeuten die Produktqualität besser schützen und sicherstellen, dass die gesetzlichen Anforderungen für temperaturempfindliche Materialien vollständig erfüllt werden.

ELPRO bietet validierte Überwachungslösungen für Kühlkettenanwendungen sowie für Räume und Geräte.

 

Wird die MKT manuell oder automatisch berechnet?

Manuelle Berechnungen sind zwar möglich, jedoch wird die MKT in der Regel automatisch mithilfe validierter Softwareplattformen und Temperaturüberwachungssystemen berechnet. Automatisierte Berechnungen verbessern die Genauigkeit, Konsistenz und Einhaltung der GxP-Anforderungen.

Wie unterstützt die MKT die Qualitätssicherung und Entscheidungsfindung?

Die mittlere kinetische Temperatur bietet eine datengestützte Methode zur Bewertung der kumulativen Temperatureinwirkung und ermöglicht so fundiertere Entscheidungen über die Freigabe, Quarantäne oder Untersuchung von Produkten. Sie unterstützt ein proaktives Temperaturrisikomanagement und hilft Unternehmen, bei Audits und Inspektionen ihre Kontrollmassnahmen nachzuweisen.

 

 

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