Medizinische Kühlung – Standbein der modernen Zivilisation
Eine der zentralen Anforderungen von medizintechnischen Laboren und Geräten ist die zuverlässige Einhaltung präziser Temperaturen. Kühlsysteme zur Klimatisierung von Räumlichkeiten, Kühlanlagen für die Lagerung von Medikamenten und weitere Anwendungen sind aus der Medizintechnik daher nicht wegzudenken. Die Anwendungen für Kälte- und Kühltechnik in der Medizin reichen von der Leichenkühlung im Krematorium über den Medikamentenkühlschrank bis zu hochkomplexer Labortechnik zur Analyse von Proben. Bei vielen Anwendungen nimmt die medizinische Kühlung dabei sogar eine sicherheitsrelevante Funktion ein und ist für die Funktionstüchtigkeit des Labors und die Sicherheit von Patienten von entscheidender Bedeutung. Wir nehmen Sie auf eine kleine Geschichtsexpedition mit bei der Sie lernen wie wichtige Medikamente oder Gesundheitsmittel früher konserviert wurde.
Die Verdunstkühlung – abgeschaut vom Menschen
Lange vor unserer Zeitrechnung kühlten die Syrer und Ägypter Wein, welcher als Narkosemittel fungierte, in porösen Tongefäßen, wobei die außen verdunstete Flüssigkeit den Inhalt der Gefäße abkühlte. So machte man sich damals schon die Verdunstkälte nutzbar. Auch wir Menschen nutzen diesen Effekt der Verdunstkälte ganz unbewusst. Wenn es uns zu warm wird, schwitzen wir, d.h. es tritt Flüssigkeit aus den Hautporen, die dann verdunstet und die dabei entzogene Verdunstwärme kühlt die Hautoberfläche. Doch das ist nicht selbstverständlich, denn Warmblüter wie z.B. Hunde regeln ihre Körpertemperatur im Sommer über die Zunge und die Atmung, was wesentlich ineffizienter ist.
Die damals bekannten Tongefäße wurden weiterentwickelt. Im Altertum um 2500 vor Christi dienten diese ebenfalls zur Kühlung von Lebensmitteln. Aber auch für die Medizin, die damals noch deutlich anders aufgebaut war, wurden die Gefäße genutzt. Heilmittel beruhten damals auf Kräutermischungen, die entweder in den Krügen gelagert oder darin gemörsert wurden, da die Kälte das damalige „Mixen“ vereinfachte. In die äußere Tasche wurde Eis oder Schnee zur Kühlung gefüllt. Es ist überliefert, dass Alexander der große und später auch die Römer Eis und Schnee zur Kühlung über große Entfernungen heranbringen ließen.
1755 begann William Cullen mit der Erzeugung von künstlichem Eis durch Verdunsten und er beschrieb die Kühlwirkung verdunsteter Flüssigkeiten. Darauf aufbauend begann 1834 Jacob Perkins diese Idee mit einem geschlossenen Kältekreislauf in die Praxis umzusetzen. Er benutzt hierfür Methyläeter als verdampfende Flüssigkeit – diese war allerdings brennbar und hochexplosiv, wodurch es in Folge von Undichtigkeiten zu großen Problemen kam und er seine Erfindung nicht in die Praxis umsetzen konnte. Diese beiden Erfindungen sollten die Grundlage für spätere Kühlschränke sein.
Im späten 19. Jahrhundert kursierten regelrechte Bauanleitungen für kleinere und größere Eislager und beim Landadel gehörte der Eiskeller standesgemäß dazu. Somit konnten wichtige Kräuter und „Medikamente“ über längere Zeit erhalten bleiben. Vorreiter für medizinische Kühlung.
Medizinische Kühlung – der Weg vom Kühlschrank
Nach und nach entwickelte sich dann der klassische Kühlschrank, der nach dem zweiten Weltkrieg auch in Europa bekannter wurde. Heute werden in der Medizin Kühlanlagen in den verschiedensten Bereichen verwendet. Bei vielen Medikamenten, die zur Versorgung der Patienten notwendig sind, sind für die Lagerung bestimmte Temperaturen vorgeschrieben. Die Medikamente werden in speziellen Kühlschränken gelagert und sind bei Bedarf sofort griffbereit. Auch im OP müssen Kühlanlagen vorhanden sein. Blutkonserven benötigen für die Lagerung ebenso tiefe Temperaturen wie menschliche Organe, die für Transplantationen benötigt und vorbereitet werden. Kühlanlagen kommen auch in der Pathologie zum Einsatz. Die Temperaturen, mit denen medizinische Kühlanlagen betrieben werden, können bis zu -80 °C betragen. Die Größe und die Form der medizinischen Kühlanlagen werden an den jeweiligen Bereich angepasst, in dem sie eingesetzt werden sollen.
Kühlanlagen, die in medizintechnischen Einrichtungen und Laboren zum Einsatz kommen, arbeiten prinzipiell nach dem gleichen technischen Prinzip wie herkömmliche industrielle oder gewerblich eingesetzte Kühlsysteme. Der Unterschied liegt vor allem darin, dass die Medizintechnik hinsichtlich der Temperaturgenauigkeit in der Regel höhere Anforderungen stellt als andere Anwendungsbereiche. Darüber hinaus werden in medizintechnischen Laboren beziehungsweise in der Labortechnik verschiedenste technische Features gefordert, die in konventionellen Systemen in der Regel nicht erforderlich sind. Dazu gehören beispielsweise explosionsgeschützte Ausführungen von Kühlanlagen oder die Ausstattung des Kühlsystems mit einem Temperaturschreiber zur kontinuierlichen Erfassung des Temperaturverlaufs. Zu erwähnen ist auch die Regelung für die Luftfeuchtigkeit, welche sehr wichtig ist. Denn viele Arzneimittel sollen zwar kühl, aber trocken gelagert werden.
Weltall, Labor, Kühlschränke – die nützlichen Mechanismen für medizinische Kühlung
Ein Medikamentenkühlschrank basiert beispielsweise auf dem gleichen technischen Prinzip wie ein privat genutzter Kühlschrank, muss aber hinsichtlich der Temperaturkonstanz und der Lagersicherheit spezielle Anforderungen erfüllen. Viele besitzen bestimmte Schließmechanismen. In Laboren werden sogar Schleußen eingebaut, damit die Temperatur erhalten bleibt und die Bakterien nicht zerstört werden. Außerdem gelten die Kühlzellen in Laboren als die intelligentesten ihrer Art: Durch Sensoren erkennen sie, dass sich die Temperatur z.B. durch mehr arbeitende Menschen erhöht und passen diese wieder an. Genauso arbeiten diese im All auf der ISS. Wenn die Astronauten von ihrem „Spaziergang“ wiederkehren, gleicht die Zelle den Druck aus und die Temperatur wird neu reguliert. Da es sich bei Medikamentenkühlschränken um Systeme handelt, die für die Sicherheit von Patienten außerordentlich wichtig sind, werden technische Anforderungen festgehalten.
Insgesamt können wir stolz über die Entwicklung der Kühlung in der Medizin sein. Ohne den ganzen Prozess würde unser alltägliches Leben und auch unser gut ausgebautes Gesundheitssystem gar nicht funktionieren. Auch KühlEx plant, baut und wartet medizinische Kühlanlagen. Zögern Sie nicht mit uns in Kontakt zu treten, wenn Sie medizinische Kühlung benötigen oder warten lassen müssen.
Bildquellen: Bild von skeeze auf Pixabay; Bild von Pixabay auf Pexels; Bild von Ahmad Ardity auf Pixabay; Bild von Info > Selling of my photos to StockAgencies is not permitted auf Pixabay