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Langzeitstabilität von Biomaterialien in Abhängigkeit von der Lagerungstemperatur

Nachhaltigkeitsaspekte gewinnen auch im Gesundheitswesen zunehmend an Bedeutung. Neben der Steigerung der Kosteneffizienz durch optimierte Ressourcennutzung steht eine Energieeinsparung bei Erhalt der Patientensicherheit im Mittelpunkt. In klinischen Laboren verursachen Gefriereinheiten zur Erzeugung niedriger Temperaturen für die langfristige Lagerung von Biomaterialien einen erheblichen Anteil des Gesamtenergieverbrauchs.

In vielen medizinischen Fachrichtungen werden biologische Proben im Rahmen von Forschungsstudien über lange Zeiträume gelagert, wobei oftmals sehr niedrige Temperaturen gewählt werden, um eine ausreichende Stabilität der Proben zu gewährleisten. Häufig wird dabei ohne eindeutige wissenschaftliche Begründung eine Temperatur von -80°C genutzt, auch wenn höhere Temperaturen mglw. ausreichend wären. Da der genaue Einfluss der Lagerungsbedingungen auf die Stabilität der verschiedensten Parameter oder sonstigen Zielgrößen meist nicht systematisch untersucht ist, werden so wahrscheinlich in erheblichem Umfang Ressourcen uneffektiv genutzt.

Erste Vorarbeiten zur Erfassung des Energieverbrauchs unter verschiedenen Temperaturbedingungen wurden bereits in unserer Arbeitsgruppe durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass bei einer Temperaturerhöhung von -80°C auf -70°C der Energieverbrauch pro Gefriereinheit um 3,3 kWh pro Tag gesenkt wird, ein Ergebnis, das die Nachhaltigkeitsrelevanz der adressierten Fragestellung unterstreicht. Die Ergebnisse unserer bereits angelaufenen Stabilitätsstudie sollen als Grundlage für eine gezielte parameterspezifische Anpassung der Lagerungsbedingungen dienen und sind somit von hoher Relevanz für Kliniken und Forschungseinheiten weltweit. Wir werden hierbei Blutproben von insg. 80 gesunden Probanden akquirieren und nach Erhebung des Ist-Status in 3 verschiedene Gruppen einteilen. Die Blutproben werden bei -20°C, -70°C und -80°C gelagert. Nach 3 Monaten, nach 6 Monaten, nach einem Jahr, nach 5 und nach 10 Jahren erfolgen Konzentrationsmessungen derselben Parameter (s. Liste), aus deren Veränderung über die Zeit auf die parameterindividuelle Stabilität rückgeschlossen wird.

Der gleiche Ansatz wird für Zellkulturüberstände gewählt, deren Stabilität ebenfalls zu den genannten Zeitpunkten geprüft wird. Basierend auf diesen Daten soll in Zukunft eine optimierte Lagerungsstrategie entwickelt werden, die sowohl wissenschaftliche Anforderungen erfüllt, als auch einen ressourcenschonenden Umgang im med. Bereich ermöglicht.

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