Bezpečně a efektivně přepravovat léky

V projektu "sensoKo" vyvinula TH Köln společně s m2m Germany GmbH systém sledování v reálném čase pro vícekomorové izolační nádoby. Tento systém má usnadnit logistické procesy v farmaceutickém průmyslu. (Obrázek: Monika Probst/TH Köln)

Pomocí aplikace na chytrém telefonu lze sledovat informace o jednotlivých teplotních rozsazích komor v reálném čase. (Obrázek: Monika Probst/TH Köln)

Předání krabic mezi velkoobchodem, dopravou a lékárnami probíhá pomocí skenů. (Obrázek: Monika Probst/TH Köln)

V několika funkčních testech, při nichž byl simulován průběh procesu dodávky léčiv, bylo celé systémové řešení již úspěšně otestováno. (Obrázek: Monika Probst/TH Köln)

Od chlazení po dokumentaci: Při dodávce léčiv je třeba splnit řadu požadavků. Aby bylo možné těmto požadavkům vyhovět, dosud se většinou používají izolovaná řešení, která mohou způsobovat dodatečné náklady a jejich obsluha je časově náročná. Kolínský institut pro digitální ekosystémy (CIDE) při TH Köln proto ve projektu „sensoKo“ společně s m2m Germany GmbH vyvinul komplexní systém. Tento má zjednodušit logistické procesy v farmaceutickém průmyslu.

„Každý den je v Německu doručeno přibližně 57 000 léků do lékáren. Přitom je třeba dodržovat požadavky podle ‚Good Distribution Practice of medicinal products for human use‘ (GDP), například nepřetržité sledování a úplnou dokumentaci teploty,“ říká prof. Dr. Matthias Böhmer z CIDE. Pro realizaci této směrnice se dosud používá několik nádob s určitými teplotními rozsahy. K monitorování teploty v těchto nádobách se používají takzvané datalogery – kompaktní, bateriemi poháněné zařízení s mikroprocesorem, úložištěm dat a několika senzory, které se vkládají do nádob.

Tyto řešení však nejsou ideální, vysvětluje Böhmer: „Za prvé, tímto způsobem se ztrácí hodně místa v přepravních vozidlech. Za druhé, datalogery je třeba jednotlivě a někdy i manuálně načítat – to zabere čas a může být nepřesné. Proto nelze v současnosti vždy dodržet chladicí řetězec, což znamená, že léčiva je třeba vyřadit a vyměnit,“ vysvětluje Böhmer. Aby bylo možné zajistit bezpečnost léčiv a snížit provozní náklady farmaceutických společností, byl ve projektu „sensoKo“ vyvinut nový přepravní systém s několika izolačními komorami a integrovanou senzorikou.

Kontrola teploty přes webovou a mobilní aplikaci

V prvním kroku tým provedl předběžnou analýzu trhu a zkoumal procesy v dosavadním dodavatelském řetězci, aby odvodil požadavky na celý systém. Díky tomu bylo možné nejprve identifikovat tři hlavní teplotní rozsahy pro přepravu léčiv: hluboké chlazení, tedy pod 20 stupňů Celsia; čerstvé, mezi dvěma a osmi stupni Celsia; a pokojová teplota, mezi 15 a 25 stupni Celsia. Teploty v nově vyvinutém systému jsou měřeny pomocí senzorů. Tyto senzory jsou na rozdíl od dataloggerů pevně zabudované, jsou do značné míry recyklovatelné, mají optimalizovanou energetickou účinnost a měří teplotu spolehlivě.

Navíc tým určil úkoly, potřeby a rozhraní velkoobchodů, přepravy a lékáren, aby byl zajištěn GDP-souladný a bezpečný transport léčiv. „Předání mezi těmito aktéry probíhá pomocí našeho systému prostřednictvím skenování přepravních boxů a sledovatelného procesu, při němž jsou senzory neustále monitorovány a každý krok procesu je interaktivně zaznamenáván. K tomu jsme implementovali mobilní aplikaci. Senzory komunikují přímo v rámci Internetu věcí (IoT), takže je možné teplotní rozsahy sledovat v reálném čase. Tím je možné neustále kontrolovat, zda nejsou v nesprávných okamžicích otevřeny krabice nebo jestli nejsou překročeny určité teplotní hodnoty uvnitř komor,“ vysvětluje Böhmer.

Farmaceutická logistika může být výrazně zlepšena

V několika funkčních testech, při nichž byl simulován proces dodávky léčiv, bylo možné celý systém úspěšně otestovat. „Naše navržená softwarová architektura a s ní související hardwarové komponenty umožňují mnohem přesnější sledování teplot v vícekomorových izolačních nádobách. Tím lze zlepšit kvalitu farmaceutické logistiky a dosavadní časově náročná dokumentace je automatizována,“ říká Böhmer. Výsledkem projektu je přímá aplikace v oblasti farmaceutické logistiky. Části vývoje, jako je mobilní aplikace pro kontrolu procesních řetězců nebo platforma IoT pro v reálném čase vyhodnocování dat, lze však využít i v dalších oblastech – například v hodnotových řetězcích v průmyslu 4.0.

Navíc existuje několik možností, jak stávající systém optimalizovat a rozšířit. „Pro efektivnější a především včasnější odhalení odchylek od stanovených teplotních rozsahů by bylo možné v dalších studiích zkoumat alternativně modely založené na umělé inteligenci,“ říká Böhmer. Dále je vhodné v následných pracích implementovat také lokalizační sledování, aby bylo možné lépe sledovat dodavatelské řetězce léčiv a usnadnit jejich dokumentaci.

O projektu

Výzkumný a vývojový projekt „Vývoj senzorového a cloudového komunikačního systému pro speciální integraci do vícekomorových izolačních nádob pro efektivnější zpracování v souladu s GDP v farmaceutickém průmyslu“ (sensoKo) vedl na TH Köln prof. Dr. Matthias Böhmer z Cologne Institute for Digital Ecosystems. Partnerem projektu byla společnost m2m Germany GmbH. Projekt byl financován Spolkovým ministerstvem hospodářství a ochrany klimatu na dobu dvou let s rozpočtem 156 000 eur.