Fünf entscheidende Faktoren in Life-Science-Kühlketten

Die anhaltenden Covid-19-Pandemie setzt die Lieferketten beinahe aller Industriezweige weltweit unter Druck. Leere Regale in Einzelhandelsgeschäften, fehlende Mikrochips in der Automobilindustrie, überlastete Frachthäfen – und die Liste liesse sich fortsetzen. Auch die pharmazeutische Lieferkette hält diesen Belastungen nicht dauerhaft stand: Nach den aussergewöhnlichen Bemühungen, neu entwickelte Impfstoffe in weiten Teilen der Welt zu verteilen (hoffentlich wird diese Heldentat eines Tages als solche anerkannt werden!), führen plötzliche Infektionsschübe zu einer neuen Nachfrage nach Testkits, während Krankenhäuser mit Engpässen bei Instrumenten, Medikamenten, Personal und der Kapazität der Intensivstationen zu kämpfen haben.

Unter diesem Aspekt wird die Leistungsfähigkeit der Lieferketten immer wichtiger. Im Folgenden haben wir eine Liste der fünf wichtigsten Erfolgsfaktoren für eine verbesserte Leistung von pharmazeutischen Lieferketten und insbesondere von Pharma-Kühlketten zusammengestellt.

1. Visibilität

Supply-Chain-Manager haben ein Ziel: Sie möchten einen Blick in die Lieferkette werfen können, um zu sehen, wo es zu Engpässen kommt oder wo Angebot und Nachfrage aus dem Gleichgewicht geraten sind. Moderne digitale Reportingsysteme sind früheren Lösungen deutlich überlegen. Dennoch gibt es nach wie vor Defizite, insbesondere bei der Bedarfsermittlung und der Bedarfsprognose. Eine aktuelle Umfrage des Beratungsunternehmens Supply Chain Insights LLC ergab, dass 74 % der befragten Unternehmen, die sich mit der digitalen Transformation ihrer Lieferketten befassen, eine bessere Lieferkettenvisibilität anstreben. Cloud-basierte IT-Systeme in Kombination mit Datenloggern und Sensoren, die den Status nahezu in Echtzeit melden können, gehen diese Defizite an. Allerdings gibt es noch viel zu tun.

Eine neue Dimension hierbei ist die Anwendung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen (AI/ML) auf die Daten, die von breit angelegten Visibilitätssystemen erzeugt werden.

Nick Basta, Gründer von Pharmaceutical Commerce

Business Intelligence soll Unterbrechungen der Lieferkette vorhersehbar und Massnahmen dadurch besser planbar machen sowie Ineffizienzen wie Überbestand, Lieferengpässe oder vermeidbare Lieferverzögerungen minimieren. Innerhalb der pharmazeutischen Kühlkette können so Transportabläufe mit Faktoren wie dem Wetter, der Lagerkapazität oder den tatsächlichen Gegebenheiten der Transportmittel (Luft, Land, See) kombiniert werden. Eine verbesserte Lieferkettenvisibilität ist somit ein wichtiger Faktor für die finanzielle Performance eines Pharmaunternehmens und somit ein Anliegen der Geschäftsleitung. Eine bessere Sichtbarkeit sorgt dafür, dass Supply-Chain-Manager nachts besser schlafen können.

2. Zustandsüberwachung

Neben dem Wissen, wo sich Pharmaprodukte befinden und wohin sie geliefert werden, muss auch deren Zustand kontrolliert werden. Innerhalb der pharmazeutischen Kühlkette ist der wichtigste Faktor die Temperatur. Aber die Trends bei der Entwicklung neuerer pharmazeutischer Produkte erfordern zusätzliche Kontrollen: Stösse oder Vibrationen, die empfindliche Biomoleküle schädigen können und die Luftfeuchtigkeit sind zwei wichtige Einflussgrössen.

Früher bedeutete Temperatur-Monitoring schlicht, dass ein vorab definierter Temperaturbereich – in der Regel 2 °C bis 8 °C – weder über- noch unterschritten werden durfte. Chemische Indikatoren, die sich je nach gemessener Temperatur verfärbten, waren die Norm – und mitunter reichen solche "Gut/Schlecht"-Anzeigen beim Transport bestimmter Arzneimitteln vollkommen aus. Dank Mikroelektronik wurde es möglich, ein Temperaturprofil während des Transports zu verfolgen, rückwirkend durch das Qualitätspersonal zu prüfen und festzustellen, wann und ob Temperaturgrenzwerte überschritten wurden. Seit kurzem kann die Temperatur nahezu in Echtzeit erfasst und gemeldet werden. In Kombination mit der Sichtbarkeit (siehe Erfolgsfaktor Eins) ermöglicht dies Korrekturmassnahmen oder Neubewertungen einer Sendung vor Ort.

Ein klassisches Beispiel: Ein Karton oder Behälter, der mit Nass- oder Trockeneis gekühlt wird, muss auf dem Weg zu seinem Bestimmungsort nachgefüllt werden. Normalerweise würde ein versiegelter Pharmakarton während des Transports nicht geöffnet werden, so dass diese Massnahme in enger Abstimmung erfolgen muss. Heutzutage kann es aber auch passieren, dass eine Sendung über einen alternativen Transportweg oder an einen neuen Bestimmungsort umgeleitet werden muss. Wichtig ist in jedem Fall, dass die Sendung während des Transports stets der Kontrolle des Spediteurs unterliegt.

3. Stabilitätsbudget

In der Pharmaindustrie und bei den Aufsichtsbehörden ist es anerkannte Praxis, dass gelegentliche Temperaturschwankungen bei einer Lieferung zulässig sind, sofern sie nicht zu lang andauern oder zu stark ausfallen. Aber wer definiert "zu lang" und "zu stark"? Um eine wissenschaftlich fundierte Antwort auf diese Frage zu geben, führt der Hersteller Tests zur thermischen Stabilität des betreffenden Arzneimittels durch, die über Tage oder Wochen laufen. Mittels dieser Tests wird der Wert ermittelt, bei dem eine Temperaturabweichung zu einem kritischen Faktor wird. Diese Zeit- und Temperaturabweichungen, inklusive einer grosszügigen Fehlerspanne, bilden das sogenannte Stabilitätsbudget des Arzneimittels.

Beispiel: ein 2 °C bis 8 °C-Arzneimittel weist ein Stabilitätsbudget von 48 Stunden bei Temperaturen von nicht mehr als 15 °C auf. Die Arzneimittelsendung durchläuft folgende Schritte: (1) Transport zum Flughafen per Lastwagen; (2) Beladung des Flugzeugs durch das Bodenpersonal; (3) Transport per Flugzeug; (4) Entladung durch das Bodenpersonal; (5) Lagerung beim Kunden. Würde jeder Prozessteilnehmer von einer erlaubten 48-stündigen Temperaturschwankung ausgehen, würde die Sendung während des Transports natürlich schnell verderben. Daher ist ein koordinierter Ansatz erforderlich. Jede Etappe der Reise bzw. jeder Partner verfügt über eine festgelegte Zeitspanne für Temperaturschwankungen. Ort und Zeit müssen dabei von einem der Sendung beigelegten Datenlogger entsprechend aufgezeichnet werden. Wenn alle Verfahren genau befolgt werden, kann die Sendung sicher ankommen.

Bereits vor einigen Jahren waren sich Hersteller und Transporteure des Stabilitätsbudgets bewusst. Sie verfügten aber nicht über die Mittel, das Stabilitätsbudget auf die Transportunternehmen aufzuteilen. Heute ermöglichen Technologie und ein engeres QS-Management eine bessere Kontrolle dieses Aspekts der Kühlkette.

4. Personalisierte Medizin

Der Trend zur Entwicklung von Medikamenten für die Behandlung kleinerer Patientengruppen ging der traditionellen Pharmaindustrie ursprünglich gegen den Strich. Heute ermöglicht er eine Vielzahl neuer Behandlungen. In den USA wurde dieser Trend durch die Verabschiedung des Orphan Drug Act von 1983, geändert 2007, beschleunigt. Hersteller erhielten finanzielle Anreize, um die Kosten für die Entwicklung von Behandlungen zu decken, die nur einigen Hundert oder wenigen Tausend Patienten zugutekommen würden. (Laut Gesetz ist eine "seltene" Krankheit eine, die weniger als 200.000 Menschen betrifft).

Bis 2020 gab es laut Angaben der National Organization for Rare Disorders (NORD) 599 Arzneimittel für seltene Krankheiten (Orphan Drugs). 552 davon sind kommerziell erhältlich. Die NORD listet über 7'000 seltene Krankheiten auf, so dass die Kluft zwischen Krankheiten und zugelassenen Behandlungen immer noch sehr gross ist.

Parallel hierzu gibt es einen Trend zur Entwicklung von Gentherapien für einzelne Patienten. Dieser Trend wurde Anfang der 2000er Jahre mit dem Abschluss des Humangenomprojekts ausgelöst, bei dem das menschliche Genom entschlüsselt wurde. In den letzten Jahren eröffneten neue Technologien wie CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell) oder CRISPER (Clusters of Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) neue Möglichkeiten, insbesondere für genetische Störungen bei Kindern. (Auch die mRNA-Impfstoffe gegen Covid-19 sind eine Form der Gentherapie). Sogenannte Zell- und Gentherapien (CGT) sind der wichtigste Wachstumsbereich in der globalen Pharmaindustrie. Während es weltweit nur ein paar Dutzend zugelassene CGT gibt, laufen nach Angaben der Alliance for Regenerative Medicine über 1'300 klinische Studien mit CGT-Therapien. Es wurden bereits mehrere Milliarden Dollar in diesen Bereich investiert.

Orphan Drugs und CGT haben gemeinsam, dass der Transport zum Patienten in der Regel eine strenge Temperaturkontrolle erfordert. Einige der ersten CGT-Behandlungen waren durch die Reichweite des medizinischen Zentrums geographisch begrenzt. Dies lag an der begrenzten Zeit, in der das Medikament verwendet werden kann, und den begrenzten Möglichkeiten der Patienten, das Behandlungszentrum zu erreichen. Erschwerend kommt hinzu, dass eine CGT-Behandlung eine komplizierte Versorgungskette erfordert, sowohl vom Patienten aus, dessen Blut oder Gewebe biopsiert werden muss, als auch zurück zum Patienten für Infusionen oder die Implantation. Der Prozess wird auch als "Vein-to-Vein“-Behandlung" bezeichnet.

5. Nachhaltigkeit

2021 war nicht nur ein Jahr der pandemischen Bedrohungen, sondern auch ein Jahr, in dem die Auswirkungen des Klimawandels ein kritisches Niveau erreicht haben. Von verheerenden Bränden im Westen Amerikas, in Sibirien und anderen Teilen der Welt bis hin zu Überschwemmungen, Hurrikans, Wirbelstürmen und Tornados im Mittleren Westen, in Europa und Asien: der Konsens über die Dringlichkeit, sich mit dem Klimawandel zu befassen, ist grösser geworden. (Auch wenn dies wohl nie ein einstimmiges Anliegen sein wird).

Vorstände und Aktionäre globaler Unternehmen sind aufgefordert, ihre Geschäftsmethoden so zu ändern, dass sie weniger umweltschädlich sind.

Nick Basta, Gründer von Pharmaceutical Commerce

Massnahmen reichen von der Reduzierung der Treibhausgase über die Verwendung erneuerbarer Materialien in Produkten und Dienstleistungen bis hin zur Abfallvermeidung.

Es sind weit gefasste, global ausgerichtete Ziele. In der Praxis tauchen die Unternehmen tief in ihre internen Prozesse ein und suchen nach Verbesserungsmöglichkeiten. Für Pharmaunternehmen und ihre Zulieferer umfasst dies auch die pharmazeutische Kühlkette.

Fazit

Thus, the market has improved for packaging and materials that are either recyclable or reusable in cold chain packaging and distribution. These include the insulation materials of the containers (“curbside recyclable” paper products are now being selected), to reusing dataloggers for temperature monitoring, to refurbishing the entire container package for reuse. All of these practices require close rethinking of conventional practices in the cold chain. For example, the economics (and climate-change benefit) of returning an empty container that was used in a cold chain shipment need to be analyzed: there is a cost to the “reverse logistics” return of the package, in addition to the cost of refurbishment. Quality control has to be maintained to ensure that the reused package is as reliable as the first-time use.

Autor

Nick Basta
Gründer von Pharmaceutical Commerce

Er ist Journalist und Berater für Biowissenschaften und Wirtschaft sowie Gründer und ehemalige Chefredakteur des Print- und Online-Magazins Pharmaceutical Commerce.