Робототехника, AI и блокчейн в современной фармацевтике

Экзоскелеты помогут работникам фармацевтических фабрик. 3D-печать позволит аптекам производить лекарства прямо на месте. Технология блокчейн поспособствует в борьбе с поддельными лекарствами. И это лишь малая толика грядущих изменений. Вскоре фармацевтическая цепочка поставок преобразуется под влиянием инновационных технологий. Читайте о том, как инновации сделают весь процесс быстрее, эффективнее и дешевле.

Роби – робот-фармацевт

«Мы называем его Роби», – сообщает журналисту Medicalfuturist фармацевт, указывая на расхаживающего взад-вперёд по подсобному помещению роботизированного фармацевта. «Роби» – сокращённый вариант имени Роберт на венгерском языке, короткая и милая кличка для робота. Она как нельзя лучше подходит тихому и занятому работнику, который отбирает заказанные препараты, размещает их в нужной коробке для поставок и распределяет только что поступившие медикаменты в соответствии с требованиями.

Чтобы увидеть робота воочию, журналист Medicalfuturist отправился в аптеку, находящуюся в центре Будапешта. Работники аптеки рассказали, что многие посетители интересуются роботом-фармацевтом, а некоторые специально посещают аптечный магазин, чтобы увидеть его. По словам работниц аптеки, Роби ежедневно экономит 2 часа времени, которое они тратят на складирование и распределение лекарств.

«– Он делает ошибки только в тому случае, если кто-то из нас допустил оплошность, составляя программу. Или когда приходится одновременно выполнять много запросов. Он плохо справляется с мультизадачностью» – делятся работники.

В Будапеште есть уже несколько аптек, в которые «наняли» роботизированных фармацевтов – в основном, это загруженные точки, с графиком работы 24/7. Автоматы сокращают время, которое требуется для выполнения монотонных задач.

Разнообразие вместо линейной цепочки поставок

Время и эффективность – ключевые факторы в фармацевтической цепочке снабжения. Её основная цель заключается в том, чтобы доставить необходимое лекарство пациенту как можно быстрее, тем самым, помогая процессу лечения. Хотя разработка, производство и система поставок лекарственных средств постоянно изменяются под влиянием технологий, масштаб и качество последних трансформаций намного более глубок.

Во-первых, эти цепочки поставок всегда представляли собой линейный, односторонний процесс: от производителя лекарств к потребителю. Поскольку технологии всё больше интегрируют пациента в фармацевтическую промышленность – не в роли конечного потребителя, а как активного формирователя результатов – цепочки поставок превращаются в двустороннее взаимодействие. Во-вторых, эти сети значительно расширились в масштабах и сложности благодаря глобализации, новым технологиям и прогрессу транспортировок. В-третьих, персонализация и целенаправленное лечение приведут к фрагментации и диверсификации этих сетей, а разрыв связей позволит малым компаниям с относительно небольшим опытом подключиться к рынку. Кроме того, дом пациента также может стать частью цепочки поставок благодаря 3D-печати или искусственному интеллекту. Разумеется, каждая технология будет влиять на разную часть фармацевтической цепочки поставок в разной степени, поэтому стоит рассмотреть их отдельно и более подробно.

AI будет разрабатывать лекарства в мгновение ока

Невероятно быстрые темпы развития узкого искусственного интеллекта (artifical narrow intelligence, ANI) уже оказывают влияние на медицинскую визуализацию и радиологию, но у него есть потенциал для более всеобъемлющей трансформации в здравоохранении. Что касается фармацевтических цепочек снабжения, AI-решения могут коренным образом изменить традиционный процесс разработки лекарств. Они могли бы значительно сократить круг производства медицинских препаратов и помочь фармацевтической промышленности в поиске новых лекарств без необходимости в клинических испытаниях и т.д.

Традиционный метод открытия лекарств – это, в основном, процесс «проб и ошибок», и около 12 лет и $2,9 млрд, которые требуются, чтобы вывести на рынок новый эффективный препарат. При этом, процент «ошибки» здесь огромен, поэтому только очень немногие экспериментальные препараты когда-либо попадут в аптечку пациента. С другой стороны, интеллектуальные алгоритмы, использующие силу ANI, обучают себя сложным биохимическим принципам и факторам, которые в конечном счёте являются наиболее прогностическими, когда речь идёт об эффективности препарата. Таким образом, они могли бы анализировать сотни миллионов малых молекул и потенциальные взаимодействия, быть линейными или нелинейными почти в одно и то же время. Технологические гиганты, а также множество стартапов в США, Европе или Китае создают AI-решения для разработки персонализированных препаратов и лечения быстрее, чем любая традиционная медицинская служба.

Эбола, Atomwise и гонки на время

Компания Atomwise из Сан-Франциско использует суперкомпьютеры, которые искореняют медикаменты из базы данных молекулярных структур. В 2016 году Atomwise совместно с IBM начали работу над виртуальным поиском безопасного и существующего лекарства, которое можно переработать таким образом, чтобы лечить вирус Эбола. Им удалось найти препараты, которые по прогностическим расчётам AI могут существенно снизить инфекционное действие вируса Эбола. Этот анализ, который обычно занимает месяцы или даже годы, был завершён менее чем за один день. В рамках другого проекта стартап изучил 8,2 млн малых молекул, чтобы найти возможные варианты лечения для рассеянного склероза в течение нескольких дней. Компания также сотрудничает с Университетом Далхаузи в Канаде для поиска лечения от кори.

Исследовательские проекты Microsoft по машинному обучению, Hanover и Turbine, нацелены на нечто подобное. Они разрабатывают интеллектуальные алгоритмы, способные просеивать миллионы документов и прогнозировать, какие препараты и в каких комбинациях наиболее эффективны. Бостонская биофармацевтическая компания Berg Health позволила искусственному интеллекту предложить способ перехода раковой клетки обратно к здоровой. Это привело к появлению их первого препарата, названного BPM31510, который пытается изменить Эффект Варбурга – тенденцию раковых клеток менять своё энергоснабжение. Данные, собранные от 85% показали, что этот подход может убивать опухоли. TwoXAR, компания из Пало-Альто, основанная в 2014 году, разрабатывает платформу DUMATM Drug Discovery, способную оценивать большие публичные и запатентованные наборы данных для выявления и ранжирования высокопотенциальных совпадений болезнь/препарат в течение нескольких минут, а не лет.

Робототехника и AR будут поддерживать производство лекарств

Что касается фармацевтического производства, то здесь главный фокус на робототехнике. Ввиду потребности в скорости, воспроизводимости и контрольной проверке, эта сфера может извлечь значительные выгоды из роботизации. Ручной труд находится в невыгодном положении, когда речь идёт о скорости, последовательности или эффективности затрат роботов. Робот не только выполняет свои задачи точно так, как ему говорят, но и всё, что он делает, может быть тщательно задокументировано. Например, глобальная робототехническая компания Denso Robotics предлагает три наиболее часто используемых типа роботов для различных задач в фармацевтическом производстве: декартовые, SCARA и шарнирные роботы.

Точно так же, как в случае с Роби, робототехника может сильно повлиять на цепи сбыта фармацевтических препаратов. Роботизированные медицинские фармацевтические системы, решения для управления лекарственной терапией, например, PharmASSIST ROBOTx, помогают любому предприятию оптимизировать свою систему под свои обороты. Помимо этого, такие роботы имеют возможности, необходимые для анализа данных, поэтому аптеки могут получать ценную информацию о своём трафике и эффективности.

Хотя робототехника может заменить монотонные и повторяющиеся задачи производства и распределения лекарств, ручной труд будет постоянно использоваться для более сложных заданий, требующих креативности и навыков решения проблем. Цифровые технологии также могут помочь нам. Например, работники могли бы быстрее и эффективнее освоить навыки торговли с помощью дополненной реальности. Более того, их обучение также не потребует дополнительной рабочей силы, поэтому коллеги, которым в настоящее время поручено обучение новичков, могут получить другие задания. Также экзоскелеты могут помочь работникам поднимать тяжелые грузы и справляться с другими изматывающими задачами.

Альтернативное производство: 3D-печать препаратов в аптеках

Несмотря на то, что автоматизированная и AR-поддерживаемая рабочая сила значительно ускоряет процесс производства и даёт возможность производить большие количества одного и того же лекарства, трёхмерная печать позволит фармацевтическим компаниям создавать лекарства в более эффективных форматах и обеспечивать низкообъёмное производство в сочетании с персонализированной медициной.

Идея не такая надуманная, каковой может показаться. В 2016 году FDA (Американское Федеральное управление по надзору за качеством пищевых и лекарственных препаратов) одобрило препарат для лечения эпилепсии под названием Spritam, который был произведён с помощью трёхмерных принтеров. Он печатает порошкообразный препарат слой за слоем, чтобы он растворялся быстрее, чем обычные таблетки. Учёные, работающие с Медицинским институтом Говарда Хьюза, разработали новый трёхмерный принтер, который может синтезировать 14 различных классов небольшой молекулы, используя набор химических конструктивных блоков.

Британская компания FabRx уже активно экспериментирует с этой технологией, и они рассказали The Medical Futurist, что планируют разместить первые принтеры в больницах для первых исследований на месте менее чем через 5 лет. Они считают, что технология будет повсеместно доступна в течение 5-10 лет. Тем не менее, команда FabRx настороженно относится к возможности передачи рецепта по электронной почте, 3D-печати в домашних условиях.

Блокчейн-защита цепочек сбыта

Для сети, внутри которой лекарство поступает от фармацевтических компаний через дистрибьюторов, больницы и аптеки к пациенту, наиболее важной задачей является обеспечение безопасности и надёжности самих продуктов. Проблема поддельных лекарств, как тёмная сторона сетевых рынков и глобализации, становится всё более актуальной, как с точки зрения экономических издержек этого глобального чёрного рынка, так и с точки зрения риска для жизни людей. Во многих развивающихся странах Азии, Африки и Южной Америки поддельные лекарства составляют от 10 до 30% всех продаваемых лекарств. Такое положение дел определённо должно измениться, а технология, которая поможет это осуществить – та же, что и обеспечивает безопасность криптовалюты на данный момент: блокчейн.

Эта технология обеспечивает безопасность посредством прозрачности. Она может работать следующим образом: лекарственные средства, маркированные штрих-кодом, могут быть отсканированы и введены в защищённые цифровые блоки всякий раз, когда они «переходят в другие руки». Эта непрерывная запись в реальном времени может быть просмотрена в любой момент уполномоченными сторонами и даже пациентами в дальнем конце цепочки сбыта. Это затруднит процесс продажи поддельных лекарств на рынок.

Однако преимущества блокчейн-технологии для фармацевтической отрасли на этом не заканчиваются. Разработчики лекарств, проводящие клинические испытания, могли бы делиться клиническими данными и образцами медикаментов более безопасным и простым способом, в то время как в сфере здравоохранения реестры вакцин можно было бы более легко настроить и использовать. И хотя блокчейн поддерживает цифровые валюты, требуемые при атаках с целью выкупа, эта технология также может сыграть роль в обеспечении защиты данных отраслевой информации от вредоносных атак.

В целом, фармацевтика должна охватывать цифровые технологии здравоохранения или небольшие компании смогут превзойти их по скорости, сосредоточенности на пациенте и затратам – триада успеха в эпоху цифровых технологий.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Источник: Medicalfuturist