Precisão em escala: como a Universal Robots reescreve as regras da terapia celular

Multiply Labs

Veja o impacto do cluster robótico da Multiply Labs nas terapias celulares e genéticas que salvam vidas

Em suma

A Multiply Labs, aproveitando os cobots da UR, desenvolveu um cluster robótico inovador que está transformando fundamentalmente a fabricação de terapias celulares e genéticas que salvam vidas. A solução Multiply Labs gera uma impressionante redução de custos de 74% e permite até 100 vezes mais doses para pacientes por metro quadrado de sala limpa. Essa eficiência é alcançada enquanto melhora significativamente a qualidade, repetibilidade e esterilidade em comparação com os processos manuais tradicionais. A Multiply Labs escolheu a Universal Robots devido ao seu desempenho semelhante ao humano, recursos cruciais de seis eixos, modo de força inigualável para manuseio delicado, integração perfeita de software, suporte robusto à comunidade e compatibilidade com salas limpas.

O desafio artesanal: um gargalo para tratamentos que salvam vidas

Durante anos, a produção de terapias celulares e genéticas personalizadas - tratamentos derivados das próprias células de um paciente para combater doenças como câncer de sangue, linfoma e leucemia - tem sido "surpreendentemente manual, quase artesanal", diz Fred Parietti, co-fundador e CEO da Multiply Labs. "Cientistas especialistas realizam centenas de tarefas à mão, desde pipetar até sacudir células." Ao contrário dos medicamentos produzidos em massa, esses tratamentos são personalizados para cada paciente e geralmente custam entre $ 300.000 e $ 2 milhões por dose.

Crucialmente, qualquer contaminação microbiana torna todo o produto inutilizável, pois não pode ser esterilizado sem matar as células terapêuticas. Dado o alto custo de cada dose, qualquer falha de fabricação é dispendiosa. “Absolutamente não é escalável atingir o número de pacientes que precisam desses medicamentos. Percebemos rapidamente que os robôs poderiam realmente ajudar aqui”, diz Parietti.

Multiply Labs

Indústria Medical and Cosmetics

País USA

Número de Empregados 40

Cobot utilizado UR12e

Solução Multiply Labs robotic cluster

Principais impulsionadores do valor:

Redução de até 74% nos custos de fabricação.
100x mais doses para pacientes por metro quadrado de sala limpa
Desvio padrão reduzido e limites de erro mais apertados do que os operadores humanos, com precisão submilimétrica
Eliminação da contaminação induzida pelo homem
Capacidade de replicar processos manuais existentes e aprovados para evitar processos dispendiosos de reaprovação.

Tarefas resolvidas por robôs colaborativos:

Pipetagem e agitação de células.
Crescimento e alimentação de células T humanas.
Instrumentos de manuseio, consumíveis e cassetes.
Realização de manipulações intrincadas necessárias para processos de terapia celular.

Desafios de automação resolvidos:

Métodos de produção farmacêutica ineficientes, manuais e “artesanais”.
Falta de escalabilidade para medicamentos personalizados.
Alto risco de contaminação e perda de produto devido a erro humano.
Restrições de espaço de sala limpa caro e baixa densidade de operações manuais.
Obstáculos regulatórios associados a mudanças significativas nos processos de fabricação aprovados.

Como eles fizeram

Veja por que a Multiply Labs optou por construir seu cluster robótico na plataforma UR

A solução da Multiply Labs é um cluster robótico modular com vários braços do Universal Robot trabalhando em paralelo

74%de redução de custos e até 100x mais doses

A solução da Multiply Labs é um cluster robótico modular que conta com múltiplos braços robóticos Universal trabalhando em paralelo, organizados do chão ao teto com sistema de prevenção de colisões, projetado para replicar fielmente os processos manuais existentes.

A eficácia dessa abordagem robótica foi rigorosamente validada em estudos revisados por pares com instituições líderes como UCSF e Stanford (os links para esses estudos podem ser encontrados no final da página). "Quando comparamos um processo de fabricação manual tradicional para essas terapias celulares com um processo robótico que faz exatamente o mesmo processo, encontramos uma redução de custos de aproximadamente 74%", diz Jonathan Esensten, MD, Ph.D. e Diretor do Centro de Bioterapia Avançada do Sheba Medical Center (anteriormente médico-cientista da UCSF). Ele chamou as descobertas de um “salto quântico” em termos de ser capaz de fabricar esses medicamentos a um custo menor e em um espaço menor.

Ao eliminar a necessidade de envolvimento humano e permitir que os instrumentos sejam empilhados, os robôs também superam as restrições espaciais que limitam as operações manuais. "Em nossas estimativas, estamos fazendo até 100 vezes mais doses para pacientes por metro quadrado de sala limpa", diz Parietti.

o sistema robótico reduz significativamente a variação nos principais parâmetros do processo. A esterilidade também é amplamente melhorada.

Contaminação eliminada

Além do custo e da pegada, o sistema robótico reduz significativamente a variação nos principais parâmetros do processo, alcançando limites de erro muito mais apertados do que os operadores humanos e precisão submilimétrica (0,1 mm). A esterilidade também é amplamente melhorada. "Os robôs não respiram e não tocam em coisas que não deveriam tocar", diz Parietti. Uma constatação confirmada na pesquisa revela que, embora a contaminação tenha sido observada em processos manuais, "não vimos nenhuma contaminação no processo robótico", confirma o Dr. Esensten.

Aprendizagem por imitação: o futuro da automação escalável

Uma pedra angular da inovação da Multiply Labs é a sua tecnologia de "aprendizagem por imitação". Essa abordagem garante que os robôs não ditem um novo processo, mas aprendam com demonstrações humanas especializadas. A Multiply Labs pede às empresas farmacêuticas com quem trabalham que filmem seus cientistas realizando as tarefas. Esses dados são alimentados aos cobots, e os cobots aprendem a replicar efetivamente o que os cientistas estavam fazendo no laboratório. “Apenas de forma mais eficiente, mais repetitiva, 24 horas por dia, 7 dias por semana e em paralelo”, diz Parietti. “Este método permite que nossos cobots aprendam automaticamente 100 novas tarefas. É a chave para escalar.”

Quando comparamos um processo de fabricação manual tradicional para essas terapias celulares com um processo robótico que faz exatamente o mesmo processo, encontramos uma redução de custo de aproximadamente 74%. Esse é um salto quântico em termos de poder fabricar esses medicamentos a um custo menor e em um espaço menor.

Jonathan Esensten, Director, Advanced Biotherapy Center, Sheba Medical Center

Conformidade regulatória simplificada: economizando décadas e bilhões

A capacidade do sistema robótico de replicar com precisão os métodos manuais estabelecidos oferece uma vantagem crítica para a conformidade regulatória. Como o Dr. Esensten explica: "Se uma empresa farmacêutica tem um produto aprovado, ela realmente não pode fazer grandes mudanças no processo de fabricação. Ao usar robôs para executar fielmente um processo já aprovado, as empresas podem potencialmente "economizar décadas e bilhões de dólares", evitando a necessidade de reaprovar um método de fabricação totalmente novo.

Por que a Universal Robots se destacou: desempenho e ecossistema semelhantes aos humanos

A Multiply Labs buscou explicitamente robôs colaborativos por seu desempenho semelhante ao humano. Depois de avaliar várias opções, a Universal Robots emergiu como "a clara vencedora", diz Nadia Kreciglowa, chefe de software de robótica da Multiply Labs. As intrincadas manipulações necessárias para a terapia celular exigiram mais do que simples robôs scara de 3 eixos, levando sua equipe aos braços robóticos de 6 eixos totalmente articulados da UR. O Multiply Labs integrou-os ainda mais em um sistema de 8 graus de liberdade com trilhos para um movimento mais amplo.

Sensoriamento de força e integração de software aceleraram o desenvolvimento

Um fator crucial foi o sensoriamento de força integrado incomparável da UR, que imita o feedback tátil humano. Esta característica crucial foi essencial para o manuseio de componentes delicados e caros sem quebra. “Isso nos economizou meses de tempo de desenvolvimento”, lembra Kreciglowa, que também destaca a integração perfeita do software da UR com várias opções de controle, incluindo extensas interfaces Python. Ela inicialmente temeu que a interface simples do pingente de ensino fosse limitante. “Mas descobrimos que a UR oferecia muitas opções diferentes para um controle robusto, com documentação rica e tutoriais online."

A vasta comunidade de usuários e o ecossistema da UR também se mostraram inestimáveis. "A compatibilidade da UR com ferramentas externas como RoboDK, simulação NVIDIA Isaac e modelos de IA, juntamente com integrações prontamente disponíveis para efetores finais personalizados, sensores de câmera e outros componentes, foi uma grande vantagem", diz Parietti.

Melhorar o acesso global

Os clusters robóticos da Multiply Labs já estão implantados nas instalações de parceiros comerciais. "Os clusters oferecem níveis surpreendentes de eficiência, rendimento e repetibilidade", diz Parietti, descrevendo os robôs como tendo "desempenho sobre-humano". De acordo com o Dr. Esensten, o cluster da Multiply Labs "realmente mudará a maneira como pensamos sobre a fabricação dessas terapias celulares e genéticas personalizadas sob medida para os pacientes, melhorando o acesso dos pacientes globalmente".

Estudos

A eficácia dessa abordagem robótica foi rigorosamente validada em estudos com instituições líderes como UCSF e Stanford.

Desenvolvimento de um cluster robótico para fabricação automatizada e escalável de terapia celular (Link here)
O desempenho robótico é comparável aos operadores humanos para tarefas de fabricação de terapia celular (Link aqui)

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