19.07.2023

KI in der Medizin: Digitaler Zwilling soll Medikamentenfriedhöfe beenden

KI in der Medizin ist eine nahende Zukunft, über die noch nicht viel bekannt ist. Während manches noch erst gedacht und organisiert werden muss, so deuten Zeichen darauf hin, dass bald Patient:innen einen digitalen Zwilling haben werden. Der dabei helfen soll, Krankheitsverläufe zu simulieren und Arzneiwirkungen zu testen.
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(c) Gouya Insights - Ghazaleh Gouya-Lechner über KI in der Medizin.

Während Regierungen dieser Welt damit hadern, wie man mit Künstlicher Intelligenz (KI) und deren rasanter Entwicklung umgehen soll, wirkt sie bereits in andere Bereiche stark ein. Unternehmen können womöglich bald repetitive Arbeiten an die KI auslagern, das gesamte Feld des Programmierens muss eventuell neu gedacht werden, auch die Entertainment-Branche darf sich wohl getrost auf Neuerungen einstellen. Doch bei einem Feld wird es vermutlich relativ schnell spürbare Veränderungen geben, wie Ghazaleh Gouya Lechner – CEO Gouya Inisghts, Vorstandsmitglied und Mitglied des „Research Innovation Circle“ bei der GPMed (Gesellschaft für pharmazeutische Medizin) sowie Vorstandmitglied der IFAPP, (International Federation of Pharmaceutical Physicians and Pharmaceutical Medicine) – betont: in der Medizin.

KI in der Medizin kann Entwicklung beschleunigen

„KI in der Medizin bedeutet allgemein, durch Instrumente das Arbeiten in der Dokumentenerfassung zu erleichtern“, präzisiert Gouya Lechner. „Bei repetitiven Arbeiten etwa. Wir selbst versuchen auch festzustellen, wie die Künstliche Intelligenz die klinische Entwicklung von Medikamenten beschleunigen kann.“

Die Arzneimittelproduktion jedoch ist ein langwieriges und kostspieliges Metier – Covid-19 war da die Ausnahmeerscheinung, so die Forscherin. Auch wenn manche Firmen bereits Avatare besitzen, um den präklinischen „proof of concept“ zu erbringen, stecke das Ganze noch in den Kinderschuhen. Künftig werde, überall wo „Big Data“ existiere, KI eine gewichtige Rolle spielen. Besonders einen „digitalen Zwilling“ zu haben, würde zeitnah zur ultimativen Zukunft werden.

„Dazu brauche ich jedoch gewisse Parameter“, so Gouya Lechner weiter, „und Versuche dadurch eine digitale Kontrolle zu modellieren. Dafür benötigt es Daten mit einer gewissen Qualität.“

Digitaler Zwilling: Simulation von Krankheit und Arzneiwirkung

Ein digitaler Zwilling würde es vor allem ermöglichen, einen Krankheitsverlauf zu simulieren, zu sehen, welche Auswirkungen eine Blockade von Mechanismen im Körper auslöst und den Erfolg eines Medikaments zu prüfen, bevor es an den Menschen geht.

All dies ginge mit einer Kostenersparnis einher und würde „Medikamentenfriedhöfe“, wie bei Alzheimer, verhindern. „Die Designs und Patientenzahlen waren in diesem Bereich falsch“, erklärt Gouya Lechner. „Hier hätten KI-Simulatoren leiten können, anstatt Geld, Patienten und Ressourcen zu involvieren.“

KI in Österreichs Medizinbranche erst am Anfang

Während man in Österreich bereits dran ist, KI in der Medizin einzusetzen, die Forscherin hebt hier das AIT hervor, würden die USA mit einer derartigen rapiden Geschwindigkeit in diesem Feld arbeiten, die man hier als „Pace“ nicht habe.

„Bei uns herrscht noch sehr viel Unwissen“, betont Gouya Lechner. „Wir haben eigentlich erst begonnen, uns mit der Thematik zu befassen. Allerdings können wir uns bereits bei ‚Prediction Models‘ einbringen, sind auf der Suche nach Personen mit Softwareskills und KI-Expert:innen – aktuell suchen wir auch nach Startups für Kooperationen“, sagt sie.

Und weiter: „Eine schöne Zukunft wäre, dass ich keine Studie mit 10.000 Patienten machen muss, sondern eine sinnvolle kleine Kohorte plus eine simulierte Kontrolle einreichen kann. Die Folge wäre: günstigere Medikamente und man könnte schneller am Markt sein. Das Ziel muss es sein, durch KI nicht Dekaden an Medikamenten arbeiten zu müssen.“

Gouya Lechner weiß, dass wir noch nicht das Level, das für digitale (Patient:innen)-Zwillinge benötigt wird, erreicht haben. Dieses würde man durch Fütterung der Systeme mit Daten erlangen. Das aber nicht in allzu weit entfernter Zukunft, denkt sie.

Keine Angst vorm KI-Twin

„Angst vor dieser Veränderung zu haben, ist hinderlich“, betont Gouya Lechner, wenn es um den Einsatz von KI in der Medizin und etwaige Skepsis darüber geht. „Wenn ich die Augen schließe, dann setzt das jemand anderer um. Natürlich kann ich nicht einem System blind vertrauen, da braucht es Validierung. Behauptungen zu Medikamenten müssen in einem Modell geprüft werden. Aber die Vorteile von KI in der Medikamentenentwicklung stehen deutlich im Vordergrund. Es ist extrem wichtig, sich aktiv damit zu befassen, um die Risiken zu erkennen.“

Allgemein denkt Gouya Lechner, dass KI-Anwendungen Mediziner:innen gut unterstützen werden. „Es hilft mir ja alles, was repetitive Arbeiten übernehmen und alles, was ein System sicherer machen kann, etwa bei Nebenwirkungen. Damit bin ich ja ein besserer Arzt oder eine bessere Ärztin. Und schlussendlich können wir bessere Medikamente entwickeln.“

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NovaLabs
© NovaLabs - Gründer von NovaLabs: Christian Gubik und David Schweiger (v. l.).

NovaLabs ist ein steirischer Produzent von Nahrungsergänzungsmitteln und hat seit der Gründung vor rund fünf Jahren den Umsatz jährlich verdoppelt: Allein heuer sollen 25 Millionen Euro erwirtschaftet werden, so das Ziel.

NovaLabs: Drei Millionen Euro in neue Anlagen

Das Wachstum veranlasste die beiden Gründer und Geschäftsführer David Schweiger und Christian Gubik nun zum nächsten Expansionsschritt: Nachdem heuer bereits rund zwei Millionen Euro in den Aufbau des kürzlich eröffneten zweiten Standorts in Graz-Rudersdorf geflossen sind, werden bis Jahresende weitere drei Millionen Euro in neue Maschinen und Anlagen investiert.

„Der Markt für Nahrungsergänzungsmittel – von Proteinen und Kollagen über Vitamine bis hin zu Mineralstoffen – wächst extrem stark. Wir haben uns als Produzent mit hohem Qualitätsanspruch einen Namen gemacht. Mit der aktuellen Investition bauen wir unsere Kapazitäten gezielt aus, um mit der steigenden Nachfrage Schritt halten zu können“, erklärt das Gründerduo unisono.

Im Mittelpunkt des Investitionsprogramms stehen zwei neue Verpackungslinien für Kapseln am Standort Graz-Rudersdorf. Auch am Hauptsitz in Graz-Straßgang wird die Produktion erweitert: Eine neue Füllmaschine dosiert pulverförmige und optional auch flüssige Produkte automatisiert in Stickpacks. Ergänzt wird die Anlage durch eine neue Standbodenbeutel-Linie für wiederverschließbare Pulververpackungen sowie einen Pick-and-Place-Roboter. Damit soll vor allem die steigende Nachfrage nach pulverförmigen Produkten, insbesondere Kollagen, abgedeckt werden.

„Pulver im Standbodenbeutel oder in den Stickpacks ist derzeit eines der großvolumigsten Segmente am Markt. Gleichzeitig sehen wir weiterhin eine sehr starke Nachfrage nach Kapseln in unterschiedlichsten Formen und Rezepturen“, sagt Schweiger. Die neuen Anlagen werden dem Unternehmen zufolge sukzessive in den kommenden Wochen geliefert beziehungsweise in Betrieb genommen. Bis Jahresende soll das gesamte Investitionsprogramm umgesetzt sein.

Neue Mischhalle

Auch am Grazer Hauptsitz wird erweitert: In die bestehende Produktion wird eine neue Mischhalle mit drei Anlagen integriert. Dort werden Rohstoffe künftig automatisiert eingewogen, zugeführt und weiterverarbeitet. Zum Einsatz kommt unter anderem ein Kugelmischer mit einem Fassungsvermögen von rund 2.000 Litern. Zwei gegenläufig arbeitende Wellen würden dabei für eine gleichmäßige Durchmischung sorgen. Der Mischvorgang soll dadurch von bisher bis zu 20 Minuten auf rund 90 Sekunden verkürzt werden.

Dabei gehe es aber nicht nur um Geschwindigkeit, sagt Schweiger: „Die immer komplexeren Zusammensetzungen stellen auch höhere Ansprüche an die eingesetzte Mischtechnologie. Bei einer Rezeptur können beispielsweise mehrere hundert Kilogramm eines Rohstoffes mit nur wenigen Gramm eines anderen Wirkstoffes kombiniert werden. Auch bei diesen Kleinstmengen muss am Ende eine gleichmäßige Verteilung im gesamten Produkt sichergestellt werden.“ Das Gründer-Duo sieht darin auch einen Beleg für eine sich immer stärker professionalisierende Branche: „Was vor wenigen Jahren mit klassischen Fassmischern ausreichend war, genügt den heutigen Anforderungen nicht mehr.“

NovaLabs-Umsatz genährt durch Export

Bemerkenswert ist zudem, dass rund 50 Prozent des NovaLabs-Umsatzes mittlerweile im Export erzielt werden. Deutschland ist mit rund 40 Prozent des Gesamtumsatzes inzwischen der wichtigste Auslandsmarkt. Weitere Produkte gehen unter anderem in die Schweiz, nach Belgien und Frankreich. Über Kunden und Vertriebspartner gelangen die in der Steiermark hergestellten Nahrungsergänzungsmittel darüber hinaus bis nach Dubai und China. „Unsere Kunden wachsen – und wir mit ihnen. Gleichzeitig gewinnen wir laufend neue Aufträge. Unsere Aufgabe ist deshalb, die Produktion heute bereits so aufzustellen, dass sie auch mit den Mengen von morgen umgehen kann“, sagt Gubik.

Der Expansionskurs macht sich bei NovaLabs auch bei der Beschäftigung bemerkbar. Anfang des Jahres verfügte NovaLabs über 76 Mitarbeiter:innen. Rund 30 zusätzliche Stellen wurden 2026 bislang geschaffen – die Beschäftigtenzahl ist damit auf über 100 gestiegen. Weitere Neueinstellungen sind bis Jahressende geplant.

„Je automatisierter und größer wir werden, desto wichtiger werden Menschen, die Prozesse verstehen, Anlagen beherrschen und unsere Strukturen mitentwickeln“, erklärt Schweiger. Für ihn und Co-Gründer Gubik ist die Millioneninvestition daher weniger Abschluss der jüngsten Expansion als Vorbereitung auf die nächste Wachstumsstufe, so die Geschäftsführer: „Am ursprünglichen Ziel hat sich nichts geändert: Wir sind angetreten, um Europas führender Produzent für Nahrungsergänzungsmittel zu werden. Dafür schaffen wir jetzt die industrielle Basis.“

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