F&E-Projekte im Berichtsjahr

Fresenius Medical Care hat im Berichtsjahr insgesamt rund 97 MIO US $ für Forschung und Entwicklung aufgewendet (2009: 94 MIO US $). Ähnlich wie in den Vorjahren entsprachen die F&E-Aufwendungen einem Anteil von rund 3% unseres Umsatzes mit Dialyseprodukten. Unser Patentportfolio umfasste Ende 2010 rund 3.600 Schutzrechte in etwa 660 Patentfamilien – also Gruppen von Patenten, die zu einer Erfindung gehören. Im Berichtsjahr haben wir mit unseren Entwicklungen 85 weitere Patentfamilien geschaffen, um unsere Innovationen bei wichtigen Dialyseprodukten und Therapieverfahren auch künftig abzusichern.

FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGSAUFWENDUNGEN


in MIO US $
 
           
 
2010
2009
2008
2007
2006

GESAMT

97 94 80 67 51

ZAHL DER PATENTE UND PATENTANMELDUNGEN


           
           
 
2010
2009
2008
2007
2006

GESAMT

3.601 2.850 2.402 1.932 1.752

Einige wichtige Projekte, an denen unsere Forschung und Entwicklung im Jahr 2010 gearbeitet hat, stellen wir im Folgenden vor.

Noch mehr Sicherheit bei der Behandlung: Venous Needle Disconnect

Wie alle blutreinigenden Verfahren, die extrakorporal – also außerhalb des menschlichen Körpers – durchgeführt werden, ist die Dialyse mit gewissen Risiken für den Patienten verbunden, die schlimmstenfalls sogar zum Tod führen können. Nationale sowie internationale Normen und Gesetze legen deshalb verbindliche Sicherheitsstandards für Dialyseprodukte fest. Darüber hinaus haben wir eigene Qualitätsrichtlinien für die Forschung und Entwicklung geschaffen, die die gesetzlichen Anforderungen zum Teil übertreffen. Auch eine angemessene Schulung des Pflegepersonals sowie der Patienten selbst ist entscheidend, damit jede Behandlung so sicher und schonend wie möglich ist. Fresenius Medical Care arbeitet zudem im Rahmen eines kontinuierlichen Produktverbesserungsprozesses gezielt an Verfahren und Vorrichtungen, um die Gefahr, dass Patienten durch einen technischen Fehler oder durch menschliches Versagen zu Schaden kommen, so weit wie möglich zu minimieren.

Ein seltener, aber besonders gefährlicher Zwischenfall ist der Blutverlust während der Dialyse – etwa durch Leckagen im Blutschlauchsystem oder wenn sich die Fixierung der venösen Nadel löst, die den Gefäßzugang des Patienten mit dem Blutschlauchsystem verbindet. Der Blutverlust kann dann unmittelbar eintreten und innerhalb kurzer Zeit zum Tod führen. Diese Gefahr ist besonders hoch während der unüberwachten Dialyse, also der Behandlung zu Hause oder über Nacht – beides prinzipiell Methoden, die für viele Patienten besonders verträglich sind und sehr gute Ergebnisse erzielen. Zwar verfügen Dialysegeräte über eine integrierte Alarmfunktion: Sie messen kontinuierlich den Druck im extrakorporalen System, also im Kreislauf außerhalb des Körpers des Patienten; bei ungewöhnlichen Druckabfällen reagieren sie mit einem Alarmsignal, die Blutpumpe hält an und die venöse Klemme schließt sich, so dass kein Blut mehr den Körper des Patienten verlassen kann. Allerdings ist die Messtechnik von Standard-Dialysemaschinen bislang nicht in der Lage, sämtliche möglichen Auslöser eines Blutverlusts zuverlässig zu erkennen und schnell genug zu reagieren. Denn der Druckunterschied kann in einem solchen Fall minimal sein, vergleichbar mit dem Druckabfall, den ein Patient verursacht, wenn er hustet oder die Position seines Arms geringfügig verändert. Wäre die Standard-Messtechnik des Geräts dafür sensibel, wären die Konsequenz permanente Fehlalarme, die eine wirkungsvolle Behandlung verhindern, den Patienten erheblich beunruhigen und beim Pflegepersonal möglicherweise mit der Zeit zu Unaufmerksamkeit führen würden.

Die Dialysebranche arbeitet deshalb seit Jahren an Systemen, die den Schutz der Patienten vor Blutverlust weiter verbessern sollen. Ein Beispiel dafür ist der Wetness Detector, ein Sensor, der auf Feuchtigkeit reagiert; wir setzen ihn auch in unseren eigenen Dialysekliniken ein. Allerdings muss das Gerät genau an der Stelle angebracht sein, an der das Blut austritt, sonst reagiert es nicht. Fresenius Medical Care arbeitet deshalb derzeit an einem neuen Sicherheitssystem auf der Grundlage einer innovativen Software: Venous Needle Disconnect (VND). Das System ist in der Lage, extrakorporale Drucksignale intelligent auszuwerten: Es kann gewöhnliche Störgrößen als solche erkennen und reagiert bei potenziell gefährdenden, feinen Druckunregelmäßigkeiten – zum Beispiel verursacht durch das Verrutschen der Nadel, durch Leckagen oder abgeknickte Blutschlauchsegmente – mit einem Alarm, der die notwendigen Sicherheitsreaktionen des Dialysegeräts aktiviert. Wir haben das VND-System im Jahr 2010 intensiv getestet und wollen es ab dem laufenden Geschäftsjahr in den Monitor unserer Dialysegeräte der Serien 4008 und 5008, sowohl in die Modelle für den Heim- als auch für den Klinikgebrauch, integrieren. Wenngleich sich das Risiko eines Blutverlusts auch durch VND nicht vollständig vermeiden lassen wird, sind wir überzeugt, mit dem neuen System eine besonders zuverlässige Technologie entwickelt zu haben, zu der es bislang im Dialysemarkt keine vergleichbare Alternative gibt.

Begleiterkrankungen des Nierenversagens immer klarer im Blick: Der Body Composition Monitor

Seit vielen Jahren sind Herz- und Gefäßerkrankungen eine der häufigsten Todesursachen von Dialysepatienten – und das in jeder Altersgruppe. Als wesentlicher Auslöser galt allgemein eine dauerhafte Überwässerung – typisch für das chronische Nierenversagen, bei dem der Körper überschüssige Flüssigkeit nicht mehr auf natürlichem Weg ausscheiden kann. Das Problem: Der Überwässerungszustand eines Patienten ließ sich nicht genau bestimmen – bis zur Entwicklung des Body Composition Monitors (BCM) von Fresenius Medical Care: Er kann die Zusammensetzung des menschlichen Körpers und dessen Flüssigkeitsgehalt exakt messen. Erst dieses Gerät – zusammen mit dem von Fresenius Medical Care entwickelten Auswertungsverfahren – hat es ermöglicht, schlüssig und methodisch einwandfrei zu zeigen, dass die Überwässerung ab einem gewissen Grad ein erhebliches Sterblichkeitsrisiko für die Patien ten darstellt und eine Korrektur dieses Zustands die Lebenserwartung deutlich erhöhen kann.

Seit der Einführung des BCM im Jahr 2007 ist sowohl unsere eigene als auch die externe Forschung mit und an dem Diagnosegerät erheblich vorangeschritten. Studien haben inzwischen gezeigt – und damit allgemeine Erwartungen bestätigt –, dass eine erhebliche Zahl von Hämodialyse-Patienten (rund ein Viertel) permanent in einem kritischen Maß überwässert sind und es mit Hilfe des BCM gelingt, Risikopatienten zu identifizieren, die ansonsten klinisch völlig unauffällig sind. Eine neue Erkenntnis, die unsere ebenso wie externe Forscher im Berichtsjahr auf Fachkongressen sowie in wissenschaftlichen Publikationen präsentiert haben, betrifft die Gruppe der Peritonealdialyse (PD)-Patienten: Bislang war angenommen worden, dass PD-Patienten seltener an Überwässerung leiden – allerdings ohne belastbare klinische Daten, die dies hätten belegen können. Mit Hilfe des BCM konnte inzwischen dargelegt werden, dass die „stillen“, also klinisch unauffälligen Risikopatienten in der PD-Population sogar noch stärker vertreten sind, als dies bei der Hämodialyse der Fall ist.

Eine Studie, die ein internationales Forscherteam von Fresenius Medical Care im Berichtsjahr publiziert hat, bestätigt, dass der BCM medizinischem Personal einen objektiven Richtwert für den Flüssigkeitszustand eines Patienten liefert und sich durch eine entsprechend abgestimmte Therapie die Überwässerung und dadurch auch der Bluthochdruck reduzieren lässt. Bei Patienten, bei denen wiederum eine Unterwässerung diagnostiziert wurde, konnten mit Hilfe der BCM-Diagnose Komplikationen während der Dialyse gezielt verringert werden. Ein weiterer Zusammenhang, der sich bei der Arbeit mit dem BCM immer klarer abzeichnet: Überwässerung kann die Wirksamkeit von Medikamenten, die gegen Begleiterkrankungen des Nierenversagens verabreicht werden, verringern – eine entscheidende Erkenntnis für den behandelnden Arzt.

Wegen dieser eindeutigen Ergebnisse gewinnt der BCM als Steuerungselement für den Flüssigkeitshaushalt von Patienten mit chronischem und akutem Nierenversagen – und damit auch für die Erkennung und Behandlung von Begleitsymptomen – bei Fresenius Medical Care immer stärker an Bedeutung. Beispielsweise haben wir das Diagnosegerät im Berichtsjahr in unser Datenmanagementsystem für PD-Patienten, PatientOnline, integriert. Die BCM-Daten lassen sich dadurch auch bei der PD-Behandlung direkt in das Datenmanagement importieren und fließen unmittelbar in die Berechnung der korrekten Dialysedosis ein.

Technologien für die wachsende Zahl von Patienten: Die Harnstoffmembran

Wie schon im Geschäftsbericht 2009 erwähnt, arbeitet Fresenius Medical Care seit einigen Jahren in einem regionenübergreifenden Expertenteam an der Entwicklung einer tragbaren künstlichen Niere – ein Dialysegerät, das so klein und leicht ist, dass Patienten es direkt am Körper tragen können. Zudem ist es einer echten Niere und ihrer natürlichen Funktion besonders ähnlich, denn es ist kontinuierlich in Betrieb. Nicht nur wegen der deutlich größeren Freiheit und Mobilität, die eine tragbare Niere dem Patienten gewähren würde, sehen wir für solch ein Gerät langfristig ein großes Marktpotenzial: Da das Blut kontinuierlich gereinigt wird, verspricht das Ver fahren auch, gute Behandlungsergebnisse zu erzielen; angesichts des anhaltenden Wachstums bei der Zahl der Patienten kann es zudem langfristig dazu beitragen, die begrenzten Klinikkapazitäten zu entlasten und mehr Patienten kosteneffizient zu behandeln.

Die Idee eines am Körper tragbaren Dialysegeräts ist nicht neu: Sie beschäftigt die Wissenschaft schon seit rund vierzig Jahren, bislang jedoch ohne marktfähigen Erfolg. Wir erachten das System, an dem wir derzeit arbeiten, als die erste reale Chance seit vielen Jahren, einen echten Durchbruch bei der Behandlung chronisch nierenkranker Patienten zu erzielen. Unser Vorteil bei der Entwicklung ist, dass wir über langjährige Erfahrung und Kompetenz in Technologien verfügen, die wir für eine marktfähige Lösung als wesentlich erachten. Diese Kompetenz erweitern wir auch durch Zukäufe: Nach der Akquisition des US-amerikanischen Unternehmens Renal Solutions Inc. im Jahr 2007 – eines Spezialisten für die Aufbereitung von gebrauchtem Dialysat mit Adsorbern, die für die Verkleinerung von Dialysegeräten eine entscheidende Rolle spielt siehe folgenden Absatz – haben wir im Berichtsjahr das kalifornische Medizintechnik-Unternehmen Xcorporeal erworben; es arbeitet auf der Grundlage von Adsorbern an vielversprechenden Lösungen für mobile und am Körper tragbare Dialysegeräte für den Klinik- und Heimbereich.

Voraussetzung für ein tragbares System ist, dass dieses mit deutlich weniger Dialyselösung auskommt als die Standardverfahren der Peritoneal- und Hämodialyse: Die Menge an Dialysat muss dazu von derzeit rund 175 bis 360 Litern pro Woche (je nach Verfahren) auf etwa 150 bis 500 Milliliter Dia lyselösung reduziert werden, die im Gerät zirkulieren und wiederholt wiederaufbereitet werden. Diese Wiederaufbereitung leisten die oben erwähnten Adsorber – Substanzen, die Gift- und Abfallstoffe in der Lösung effektiv binden (Adsorption). Eine entscheidende Ausnahme bildet jedoch der Harnstoff: Er konnte bislang von keinem Adsorber mit zufriedenstellenden Ergebnissen gebunden werden. Um auch Harnstoff aus gebrauchtem Dialysat wirkungsvoll zu entfernen, hat Fresenius Medical Care eine neuartige Hohlfasermembran entwickelt. Sie besteht aus zwei Lagen, die wegen ihrer Struktur und Zusammensetzung den Transport von Stoffen aktiv beeinflussen können: Die funktionale Beschichtung der Membran ermöglicht den Transport des Harnstoffs aus der Dialyselösung heraus, hält jedoch zugleich überlebenswichtige Elektrolyte zurück. Im Außenraum der Hohlfaser wird der Harnstoff durch ein Enzym chemisch aufgespalten. Das dabei frei werdende Ammonium wird von Adsorbern gebunden; auch Reste des giftigen Ammoniums können nicht erneut in das Dialysat gelangen.

Die Entwicklung der mehrlagigen Funktionsmembran baut auf unserer jahrzehntelangen Erfahrung in der Herstellung von Hohlfasermembranen aus Polysulfon auf: Fresenius Medical Care hat diesen besonders leistungsstarken und blutverträglichen Membrantyp entwickelt und setzt ihn seit den 80er Jahren in stetig weiterentwickelter Form als Kernelement seiner Dialysatoren ein. Inzwischen hat sich das Material weltweit als hochwertiger Therapiestandard bei blutreinigenden Verfahren durchgesetzt. Die Grundlage der neuen, mehrlagigen Membran ist eine innovative mikromechanische Technologie auf Siliziumbasis. Diese Technologie dient der Herstellung der mikroskopisch kleinen Spinndüsen, die benötigt werden, um in mehreren Ebenen gleichzeitig verschiedene Membranmaterialien, darunter auch Polysulfon, zu verarbeiten. Wir haben für den komplexen Aufbau dieser Spinndüsen eine Reihe von Schutzrechten angemeldet.

Die zweilagige Harnstoffmembran, die wir für die Anwendung in einer tragbaren künstlichen Niere nun weiter optimieren wollen, ist ein erstes praktisches Ergebnis des neuen Spinnverfahrens. Die Technologie ist jedoch grundsätzlich für den Einsatz in allen Dialysesystemen auf Adsorber-Basis inte ressant, bei denen es auf eine Wiederaufbereitung von Dialysat ankommt, um letztlich mehr Patienten flexibel auch außerhalb von Kliniken therapieren zu können.

Ganzheitliche Qualität und Ressourceneffizienz: Integrierte Anwendungen für Dialysekliniken

Wir wollen den Patienten in unseren eigenen Kliniken und den Patienten unserer Kunden höchste Qualität zu tragbaren Kosten bieten. Ein Ansatz, den wir zunehmend verfolgen, um Qualität und Kosteneffizienz gleichermaßen zu steigern, ist das Angebot integrierter Therapiesysteme und Software-Lösungen. Diese Bündelung von Angeboten soll zum einen die therapeutische Leistung, zum anderen deren Erfassung und Kontrolle verbessern und so nicht nur zu einer höheren Behandlungsqualität, sondern auch zu einem effizienteren Einsatz personeller, medizinischer und finanzieller Ressourcen führen (über den wachsenden Bedarf an integrierten Leistungsangeboten erfahren Sie mehr im Abschnitt „Chancen“).

Ein Beispiel für ein solches Therapiesystem ist unsere neue Hämodialyse-Maschine 2008T für den US-amerikanischen Markt, die wir in enger Zusammenarbeit mit dem Renal Research Institute (RRI) siehe hier entwickelt haben. Nach ihrer Zulassung durch die US-Behörde für Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit FDA (Food and Drug Administration) haben wir sie im November 2010 anlässlich der bedeutendsten Branchenkonferenz der USA, der ASN Renal Week (Konferenz der American Society of Nephrology – Amerikanische Gesellschaft für Nierenheilkunde) auf den Markt gebracht – mit Erfolg: Bereits im Vorfeld der Markteinführung erhielten wir zahlreiche Bestellungen für unsere 2008T.

Die 2008T verfügt als erstes zugelassenes Hämodialysegerät auf dem US-amerikanischen Markt über eine integrierte Software-Plattform für die Eingabe und Verwaltung von klinischen Behandlungsdaten direkt an der Liege des Patienten. Das neue Modul soll Ärzte und Klinikpersonal dabei unterstützen, die Daten effizient und zeitnah zu erfassen, die die Behörden für die Abrechnung der Leistungen gemäß des neuen Vergütungssystems fordern; siehe den Abschnitt „Gesundheits- und Vergütungssysteme“. Es soll zudem generell dazu beitragen, die Arbeitsabläufe im Klinikalltag zu vereinfachen und das klinische Daten- und Qualitätsmanagement weiter zu verbessern. Die 2008T lässt sich an verschiedene Datenmanagementsysteme anschließen, die in den USA in Dialysekliniken genutzt werden, und ist dadurch besonders flexibel. Mehrere Anbieter dialysebezogener Software haben ihre Produkte bereits für einen Einsatz mit dem neuen Gerät zertifizieren lassen. Darüber hinaus testen wir derzeit eine integrierte Infusionspumpe für intravenös zu verabreichende Eisenpräparate, die wir eigens für die 2008T entwickelt haben und die bereits von der FDA zugelassen wurde. Die Pumpe soll dem Klinikpersonal die genaue Dosierung und Verabreichung des Eisenpräparats erleichtern und dadurch auch die Sicherheit für den Patienten weiter erhöhen. Mit der Vermarktung dieses neuen Moduls wollen wir noch im laufenden Jahr beginnen.

Im Segment International haben wir im Berichtsjahr an der Weiterentwicklung unseres Software- und Dienstleistungsangebots für das Klinikdatenmanagement gearbeitet, dem TDMS (Therapy Data Management System). Auch hier geht der Trend immer mehr in Richtung integrierte Systemlösung, die von den Behandlungsdaten des einzelnen Dialyse- und Diagnosegeräts bis hin zum übergeordneten medizinischen Datenmanagementsystem alle Abläufe im Klinikalltag erfasst und dadurch zu effizienteren Prozessen, einer höheren Datenqualität und einer kontinuierlichen Verbesserung der Behandlungsqualität beiträgt. Im Jahr 2010 haben wir verschiedene Produkte im TDMS-Systemverbund noch enger aufeinander abgestimmt, um das Pflegepersonal in Dialysekliniken besser zu unterstützen.

Ein Beispiel ist das dataXchange panel (dXp), eine Soft ware-Plattform für das Management von Behandlungsdaten, die im Monitor unserer Hämodialysegeräte-Serie 5008 integriert ist und die wir 2007 in den Markt eingeführt haben. 2010 haben wir die Funktionen des dXp erheblich erweitert, sodass es nun sämtliche Arbeitsschritte, die für eine Dialysebehandlung notwendig sind, erfasst und auf dem Bildschirm des 5008-Dialysesystems darstellt. Dazu gehört die Berechnung der überschüssigen Flüssigkeit im Körper eines Patienten auf Basis seines Körpergewichts; diese Daten sind notwendig, damit die Dialysedosis individuell eingestellt werden kann. Bei der Berechnung wird neben dem Gewicht des Patienten vor der Behandlung zum Beispiel auch die Flüssigkeitsmenge einbezogen, die er während der mehrstündigen Behandlung in Form von Getränken zu sich nehmen wird. Darüber hinaus erfasst das dXp die individuellen Behandlungseinstellungen eines Patienten, das heißt klinische Qualitätsziele wie den angestrebten Kt/V-Wert siehe hier, die Dauer der einzelnen Dialysesitzung sowie die Behandlungsparameter, die sein Arzt verschrieben hat, zum Beispiel den Blutfluss in Millilitern pro Minute oder die Zusammensetzung des Dialysats. Das neue dXp speichert außer dem Medikamentenplan des Patienten die genauen Spezifikationen der Verbrauchsgüter, die bei dessen Dialyse angewendet wurden, also zum Beispiel den Dialysatortyp oder das gewählte Dialysekonzentrat. Nicht zuletzt zeigt das Modul neuerdings an, ob ein Dialysegerät nach der Behandlung desinfiziert wurde – eine wertvolle Hilfestellung für das Pflegepersonal und eine weitere Maßnahme für mehr Patientensicherheit. Durch diese Erweiterungen haben wir das dXp in seiner Funktion als effiziente Datenschnittstelle zwischen der Liege des einzelnen Patienten und dem übergeordneten Klinik-Qualitätsdatenmanagementsystem wesentlich gestärkt.

Auf dem Gebiet der Peritonealdialyse haben wir im Berichtsjahr das medizinische Datenmanagementsystem PatientOnline ebenfalls zu einer integrierten Lösung weiterentwickelt: Es ist nun erstmals nicht nur für einen einzelnen Anwender – typischerweise den behandelnden Arzt – sondern für mehrere geschulte Nutzer als gemeinsame Datenbank zugänglich. Die neue Version von PatientOnline befindet sich derzeit im Feldtest; wir wollen sie 2011 einführen.

Klinische Forschung

Neben der Neuentwicklung von Produkten und Verfahren sowie ihrer kontinuierlichen Weiterentwicklung, dem Sustaining Engineering, engagieren wir uns auch in der klinischen Forschung auf dem Gebiet des terminalen Nierenversagens, der Dialyse und technologisch verwandter blutreinigender Verfahren. Im Jahr 2010 haben wir zum Beispiel die Ergebnisse einer Studie präsentiert, die als eine von wenigen wissenschaftlichen Publikationen erste aussagekräftige Daten zur blutreinigenden Therapie von Patienten mit Leberzirrhose und einer raschen Abnahme der Leberfunktion liefert. Die Studie untersuchte, wie wirksam eine ergänzende Behandlung dieser schweren Leiden mit dem Prometheus-System von Fresenius Medical Care im Vergleich zur reinen Standardtherapie ist, und kam zu folgenden Ergebnissen: Zwar hat Prometheus insgesamt im Schnitt nicht zu einer höheren Überlebensrate der Patienten geführt; bei bestimmten Gruppen von Erkrankten jedoch – nämlich Patienten mit einer besonders schweren Einschränkung der Leberfunktion sowie Patienten, die zugleich an Nierenversagen litten – erhöhte Prometheus die Überlebensrate im Vergleich zur Standardbehandlung um 36%.

Auch wenn sich nicht bei allen Gruppen ein signifikanter Unterschied zur Standardbehandlung ergab, ist das Ergebnis der Studie für Fresenius Medical Care dennoch bedeutend: Es zeigt, dass eine Entgiftung durch Prometheus bei bestimmten Krankheitsbildern wesentlich dazu beitragen kann, Patienten so lange stabil zu halten, bis sich ihre Leber regenerieren oder eine lebensrettende Lebertransplantation durchgeführt werden konnte. Bei einer Disziplin, die noch immer am Anfang steht, ist dies für uns ein wichtiges Signal, dass wir mit unserer Forschung und Entwicklung auf dem richtigen Weg sind. Wir werden diesen Weg in den kommenden Jahren sowohl intern als auch mit externen Partnern beharrlich weiterverfolgen, um für Patienten mit einer bislang fast untherapierbaren, lebensbedrohlichen Krankheit Schritt für Schritt Besserungen zu erzielen.

Link für Popup