Veilig en efficiënt medicijnen vervoeren

In het project "sensoKo" heeft de TH Keulen samen met m2m Germany GmbH een realtime-monitoringsysteem ontwikkeld voor meerkamer-isolatievaten. Hiermee moeten logistieke processen in de farmaceutische industrie worden vereenvoudigd. (Afbeelding: Monika Probst/TH Keulen)

Met behulp van een smartphone-app kunnen de informatie over de betreffende temperatuurbereiken van de kamers in realtime worden bewaakt. (Afbeelding: Monika Probst/TH Köln)

De overdracht van de dozen tussen groothandel, transport en apotheken gebeurt via scans. (Afbeelding: Monika Probst/TH Köln)

In meerdere functietests, waarin het proces van een geneesmiddelenlevering werd gesimuleerd, kon het volledige systeem al succesvol worden getest. (Afbeelding: Monika Probst/TH Köln)

Van koeling tot documentatie: Bij de levering van geneesmiddelen moeten talloze eisen worden nageleefd. Om hieraan te voldoen, worden tot nu toe meestal eilandoplossingen gebruikt, die deels extra kosten veroorzaken en waarvan de bediening tijdrovend is. Het Cologne Institute for Digital Ecosystems (CIDE) van de TH Köln heeft daarom in het project „sensoKo“ samen met m2m Germany GmbH een holistisch systeem ontwikkeld. Hiermee moeten logistieke processen in de farmaceutische industrie worden vereenvoudigd.

„Elke dag worden in Duitsland ongeveer 57.000 medicijnen aan apotheken geleverd. Daarbij moeten volgens de ,Good Distribution Practice of medicinal products for human use“ (GDP) bepaalde eisen worden nageleefd, bijvoorbeeld de continue bewaking en volledige documentatie van de temperatuur“, zegt Prof. Dr. Matthias Böhmer van het CIDE. Voor de implementatie van deze richtlijn worden tot nu toe meerdere containers met specifieke temperatuurbereiken gebruikt. Om de temperatuur in deze te controleren, worden zogenaamde dataloggers ingezet – dat zijn compacte, batterijaangedreven apparaten met microprocessor, gegevensopslag en meerdere sensoren – die in de containers worden geplaatst.

Deze oplossingen zijn echter niet optimaal, aldus Böhmer: „Aan de ene kant gaat daardoor veel ruimte verloren in de transportvoertuigen. Aan de andere kant moeten de dataloggers individueel en soms zelfs handmatig worden uitgelezen – dat kost tijd en is soms onprecies. Daarom kan de koelketen momenteel niet altijd worden nageleefd, waardoor geneesmiddelen moeten worden afgevoerd en vervangen“, aldus Böhmer. Om de veiligheid van geneesmiddelen te waarborgen en de lopende bedrijfskosten bij farmaceutische bedrijven te verminderen, is in het project „sensoKo“ een nieuw transportbeheersysteem met meerdere isolatiekamers en geïntegreerde sensortechnologie ontwikkeld.

Temperatuur via web- en app-gestuurde controle

In een eerste stap voerde het projectteam een voorlopige marktanalyse uit en onderzocht de processtappen in de huidige toeleveringsketen om daaruit eisen aan het gehele systeem af te leiden. Zo konden eerst drie belangrijke temperatuurbereiken voor het transport van geneesmiddelen worden geïdentificeerd: diepgevroren, dus onder de 20 graden Celsius; vers, tussen twee en acht graden Celsius; en kamertemperatuur, tussen 15 en 25 graden Celsius. De respectieve temperaturen worden in het nieuw ontwikkelde systeem gemeten met behulp van sensoren. Deze kunnen in tegenstelling tot de dataloggers vast ingebouwd worden, zijn voor een groot deel herbruikbaar, hebben een geoptimaliseerde energie-efficiëntie en meten de temperatuur betrouwbaarder.

Bovendien heeft het team de taken, behoeften en interfaces van groothandel, transport en apotheken vastgesteld om een GDP-conform en veilig transport van geneesmiddelen te garanderen. „De overdracht tussen deze actoren gebeurt met ons systeem via scans van de transportboxen en een traceerbaar proces, waarbij de sensoren permanent worden bewaakt en elke processtap interactief wordt gelogd. Hiervoor hebben we een smartphone-app geïmplementeerd. De sensoren communiceren direct via het Internet of Things (IoT), zodat de temperatuurbereiken in realtime kunnen worden bewaakt. Zo kan voortdurend worden gecontroleerd of dozen op verkeerde momenten worden geopend of dat bepaalde temperatuurwaarden binnen de kamers worden overschreden“, aldus Böhmer.

Geneesmiddelenlogistiek kan aanzienlijk worden verbeterd

In meerdere functietests, waarin het procesverloop van een geneesmiddelenlevering werd gesimuleerd, kon het totaal systeem uiteindelijk succesvol worden getest. „De door ons ontwikkelde softwarearchitectuur en de bijbehorende hardwarecomponenten maken een veel preciezere bewaking van de temperaturen in meerkamer-isolatiecontainers mogelijk. Hierdoor kan de kwaliteit van geneesmiddelenlogistiek worden verbeterd en wordt de tot nu toe soms tijdrovende documentatie geautomatiseerd“, zegt Böhmer. Het resultaat van het project is direct toepasbaar in de domein van de farmalogistiek. Onderdelen van de ontwikkeling, zoals de mobiele app voor het controleren van procesketens of het IoT-platform voor de realtime analyse van data, kunnen ook in andere gebieden worden gebruikt – bijvoorbeeld in waardeketens in Industry 4.0.

Daarnaast zijn er verschillende mogelijkheden om het bestaande systeem te optimaliseren en uit te breiden. „Om afwijkingen van de vastgestelde temperatuurbereiken nog efficiënter en vooral tijdig te detecteren, zouden in vervolgonderzoeken ook op kunstmatige intelligentie gebaseerde modellen kunnen worden onderzocht“, aldus Böhmer. Bovendien is het zinvol om in vervolgwerk ook locatiegebonden tracking te implementeren, om de toeleveringsketens van geneesmiddelen voor de betrokken actoren beter inzichtelijk te maken en de documentatie te vergemakkelijken.

Over het project

Het onderzoeks- en ontwikkelingsproject „Ontwikkeling van een sensor- en cloudgebaseerd communicatiesysteem voor de speciale integratie in meerkamer-isolatiecontainers voor een efficiëntere GDP-conforme procesafhandeling in de farmaceutische industrie“ (sensoKo) werd geleid door Prof. Dr. Matthias Böhmer van het Cologne Institute for Digital Ecosystems aan de TH Köln. Projectpartner was m2m Germany GmbH. Het project werd door het Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gedurende twee jaar met 156.000 euro gefinancierd.