Robuste Sensorelemente für Temperaturmessgeräte

Corona ist ein echter Härtetest für unsere Gesundheitssysteme. Weltweit ringen Länder um freie Intensivbetten, Beatmungsgeräte und ausreichend Impfstoff. Doch nicht nur die Mengen, auch die Qualität muss stimmen. Temperatursensor-Elemente von Heraeus Nexensos sorgen dafür, dass die Kühlkette beim Impfstofftransport eingehalten wird und Lungenmaschinen Patienten stabilisieren.

Heraeus Nexensos Platinsensoren

Um an Covid-19 erkrankte Patienten bestmöglich medizinisch versorgen zu können, rüsten Krankenhäuser weltweit auf. Sie beschaffen zusätzliche Beatmungsgeräte und erhöhen die Anzahl der Betten auf Intensivstationen. Vor der Corona-Krise gab es in Deutschland bundesweit rund 22.000 Intensivbetten mit Beatmungsmöglichkeit. Bis Dezember 2020 konnte die Menge auf über 28.000 gesteigert werden, das meldete die Deutsche Krankenhausgesellschaft (DKG). Zusätzlich steht eine Reserve von bis zu 12.000 weiteren Betten bereit, die bei Bedarf in Betrieb genommen werden kann. Der Betrieb der Lungenmaschinen ist allerdings gar nicht so leicht: Damit Beatmungsgeräte funktionieren, muss die Lufttemperatur gemessen und ständig überwacht werden. Das mit Sauerstoff angereicherte Atemgas muss nahe der Körpertemperatur des Patienten liegen und angepasst werden können, wenn es zu feucht oder zu trocken ist.

Eine noch größere Herausforderung ist die Impfstoffbeschaffung. Endlich produziert und zugelassen, kommt es nun darauf an, dass das Vakzin Ärzte und Impfzentren sicher erreicht. Dabei ist unbedingt die Kühlkette einzuhalten – und das bei extremen Temperaturen. So muss der Impfstoff von Moderna bei minus 20 Grad transportiert werden, der von Biontech und Pfizer benötigt sogar Tiefsttemperaturen von um die minus 70 Grad, um wirksam zu sein.

Unser Beitrag: Platin-Widerstände für Temperatursensoren

Um die Kühlketten (Cold-Chain) zu überwachen, statten Pharmafirmen ihre Impfstofflieferungen mit sogenannten Datenloggern aus, die die Temperatur ständig dokumentieren. Wird sie deutlich über- oder unterschritten, merkt der Sensor des Geräts das, indem er den Widerstand misst. Steigt die Temperatur, wird der Widerstandgrößer. Auch in Beatmungsgeräten bauen Hersteller bis zu drei Temperatursensoren ein, um Patienten während des Beatmungsvorgangs zu stabilisieren. Doch während tiefe Temperaturen für den Impfstoff genau richtig sind, kommen Sensoren – je nachdem, aus welchem Material sie bestehen – über kurz oder lang an ihre Grenzen. Sie drohen ungenau zu werden. Die Beschaffenheit der Sensoren ist also ein erfolgskritischer Faktor.

Heraeus Nexensos: Sensorelemente aus Platin
Platin-Temperatursensoren der M-Serie sind für Temperaturen von -70 Grad bis +500 Grad geeignet und zeichnen sich durch Langzeitstabilität, hohe Genauigkeit über einen großen Temperaturbereich und Kompatibilität aus.

Der Geschäftsbereich Heraeus Nexensos stellt speziell für verschiedene Temperaturen entwickelte Sensorelemente aus Platin her. Aus den mit einer Platinstruktur beschichteten Substraten können Cryosensoren (C-Typ) gefertigt werden, die für ein breites Temperaturspektrum von minus 196 Grad bis plus 150 Grad bestens geeignet sind. Im Gegensatz zu Sensorelementen aus keramischen Materialien sind Platin-Dünnschicht-Sensorelemente mechanisch sehr robust und funktionieren auch bei minus 70 Grad zuverlässig und präzise. Die Elemente werden hierzu typischerweise mit Kabeln verlängert und in ein Edelstahl-Röhrchen eingebaut. Dadurch sind sie geschützt und können einfach an die Elektronik eines Datenloggers oder Messgerätes angeschlossen werden.

Die Elemente aus Platin eignen sich aber nicht nur für tiefe Temperaturen, sondern auch für Beatmungsgeräte. Hier wird häufig der M-Typ für „mittlere“ Temperaturen gewählt: Diese haben den Vorteil, besonders langlebig zu sein. Auch sind die Sensorelemente genormt. Im Falle eines Defekts kann der Sensor schnell und unkompliziert ausgetauscht werden, ohne dass Software oder Elektronik angepasst werden müssen. Die Sensorelemente sind das Herzstück der Temperatursensoren und Datenlogger – und damit auch ein essenzieller Bestandteil einer guten medizinischen Versorgung während der Corona-Pandemie.