Præcision i skala: Sådan omskriver Universal Robots reglerne for celleterapi

Multiplicer laboratorier

Se virkningen af Multiplicer Labs' robotklynge på livreddende celle- og genterapier

Kort sagt

Multiplicer Labs, der udnytter UR cobots, har udviklet en banebrydende robotklynge, der fundamentalt omdanner fremstillingen af livreddende celle- og genterapier. Multiply Labs-løsningen giver en svimlende omkostningsreduktion på 74% og muliggør op til 100 gange flere patientdoser pr. kvadratfod renrum. Denne effektivitet opnås, samtidig med at kvaliteten, repeterbarheden og steriliteten forbedres betydeligt sammenlignet med traditionelle manuelle processer. Multiplicer Labs valgte Universal Robots på grund af deres menneskelignende ydeevne, afgørende seksaksefunktioner, uovertruffen krafttilstand til delikat håndtering, problemfri softwareintegration, robust fællesskabssupport og renrumskompatibilitet.

Den håndværksmæssige udfordring: En flaskehals til livreddende behandlinger

I årevis har produktionen af personlige celle- og genterapier - behandlinger afledt af patientens egne celler til bekæmpelse af sygdomme som blodkræft som lymfom og leukæmi - været "overraskende manuel, næsten håndværksmæssig", siger Fred Parietti, medstifter og administrerende direktør for Multiply Labs. "Ekspertforskere udfører hundredvis af opgaver i hånden, fra pipettering til at ryste celler." I modsætning til masseproducerede lægemidler er disse behandlinger skræddersyet til hver patient og ofte prissat til mellem $ 300.000 og $ 2 millioner pr. dosis.

Det afgørende er, at enhver mikrobiel forurening gør hele produktet ubrugeligt, da det ikke kan steriliseres uden at dræbe de terapeutiske celler. I betragtning af de høje omkostninger ved hver dosis er enhver produktionsfejl dyr. "Det er absolut ikke skalerbart at nå antallet af patienter, der har brug for disse lægemidler. Vi indså hurtigt, at robotter virkelig kunne hjælpe her," siger Parietti.

Raumland GmbH

Industrie Mad og drikkevarer

Land Tyskland

Anzahl der Mitarbeiter 10-25

Verwendetes Cobot UR20

Lösung PE20 Palleteringsløsning fra Robotiq

Nøgleværdidrivere:

Op til 74% reduktion i produktionsomkostningerne.
100x flere patientdoser pr. kvadratfod renrum
Reduceret standardafvigelse og strammere fejlgrænser end menneskelige operatører, med sub-millimeter nøjagtighed
Eliminering af menneskeskabt forurening
Mulighed for at replikere eksisterende, godkendte manuelle processer for at undgå dyre gengodkendelsesprocesser.

Opgaver løst af kollaborative robotter:

Pipettering og rystning af celler.
Dyrkning og fodring af humane T-celler.
Håndtering af instrumenter, forbrugsvarer og kassetter.
Udførelse af indviklede manipulationer, der kræves til celleterapiprocesser.

Løst automatiseringsudfordringer:

Ineffektive, manuelle og "håndværksmæssige" farmaceutiske produktionsmetoder.
Manglende skalerbarhed for personlig medicin.
Høj risiko for kontaminering og produkttab på grund af menneskelig fejl.
Begrænsninger af dyrt renrumsrum og lav tæthed af manuelle operationer.
Lovgivningsmæssige forhindringer forbundet med væsentlige ændringer i godkendte fremstillingsprocesser.

Sådan gjorde de

Se, hvorfor Multiplicer Labs valgte at bygge deres robotklynge på UR-platformen

74% omkostningsreduktioner og op til 100x flere doser

Multiplicer Labs' løsning er en modulær robotklynge med flere Universal Robot-arme, der arbejder parallelt, stablet gulv til loft med kollisionsundgåelse, designet til trofast at replikere eksisterende manuelle processer.

Effektiviteten af denne robotiske tilgang er blevet nøje valideret i peer-reviewed undersøgelser med førende institutioner som UCSF og Stanford (links til disse undersøgelser kan findes i slutningen af siden). "Hvor vi sammenlignede en traditionel manuel fremstillingsproces for disse celleterapier med en robotproces, der gjorde nøjagtig den samme proces, fandt vi en omkostningsreduktion på ca. 74%," siger Jonathan Esensten, MD, ph.d. og direktør for Advanced Biotherapy Center ved Sheba Medical Center (tidligere læge-videnskabsmand ved UCSF). Han kaldte resultaterne et "kvantespring" med hensyn til at kunne fremstille disse lægemidler til en lavere pris og i et mindre rum.

Ved at eliminere behovet for menneskelig inddragelse og tillade, at instrumenter stables, overvinder robotter også rumlige begrænsninger, der begrænser manuelle operationer. "I vores estimater foretager vi op til 100 gange flere patientdoser pr. kvadratfod renrum," siger Parietti.

robotsystemet reducerer betydeligt variationen i nøgleprocesparametre. Steriliteten er også væsentligt forbedret.

Forurening elimineret

Ud over omkostninger og fodaftryk reducerer robotsystemet betydeligt variationen i nøgleprocesparametre, hvilket opnår meget strammere fejlgrænser end menneskelige operatører og sub-millimeter nøjagtighed (0,1 mm). Steriliteten er også væsentligt forbedret. "Robotter trækker ikke vejret, og de rører ikke ting, de ikke må røre," siger Parietti. Et fund bekræftet i forskningen afslører, at mens der blev observeret forurening i manuelle processer, "så vi ikke nogen forurening i robotprocessen," bekræfter Dr. Esensten.

Imitationslæring: Fremtiden for skalerbar automatisering

En hjørnesten i Multiplicer Labs' innovation er dens 'imitation learning'-teknologi. Denne tilgang sikrer, at robotterne ikke dikterer en ny proces, men i stedet lærer af menneskelige ekspertdemonstrationer. Multiplicer Labs beder de farmaceutiske virksomheder, de arbejder med, om at optage deres forskere, der udfører opgaverne. Disse data føres til cobots, og cobots lærer effektivt at replikere, hvad forskerne lavede i laboratoriet. "Bare mere effektivt, mere gentaget, døgnet rundt og parallelt," siger Parietti. "Denne metode giver vores cobots mulighed for selv at lære 100 nye opgaver. Det er nøglen til skalering."

Hvor vi sammenlignede en traditionel manuel fremstillingsproces for disse celleterapier med en robotproces, der gjorde nøjagtig den samme proces, fandt vi en omkostningsreduktion på ca. 74%. Det er et kvantespring i forhold til at kunne fremstille disse lægemidler til en lavere pris og i et mindre rum.

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

Strømlinet overholdelse af lovgivningen: sparer årtier og milliarder

Robotsystemets evne til præcist at replikere etablerede manuelle metoder giver en kritisk fordel for overholdelse af lovgivningen. Som Dr. Esensten forklarer: "Hvis en farmaceutisk virksomhed har et godkendt produkt, kan den virkelig ikke foretage større ændringer i fremstillingsprocessen. Ved at bruge robotter til trofast at udføre en allerede godkendt proces kan virksomheder potentielt "spare årtier og milliarder af dollars" ved at undgå behovet for at godkende en helt ny fremstillingsmetode igen.

Derfor skilte Universal Robots sig ud: Menneskelignende ydeevne og økosystem

Multiplicer Labs søgte eksplicit samarbejdende robotter for deres menneskelignende ydeevne. Efter at have evalueret forskellige muligheder fremstod Universal Robots som "den klare vinder", siger Nadia Kreciglowa, chef for Robotics Software hos Multiply Labs. De indviklede manipulationer, der kræves til celleterapi, krævede mere end simple 3-aksede SCARA-robotter, hvilket førte hendes team til UR's fuldt artikulerede 6-aksede robotarme. Multiplicer Labs integrerede disse yderligere i et 8-graders frihedssystem med skinner for bredere bevægelse.

Force sensing og softwareintegration fremskyndede udviklingen

En afgørende faktor var UR's uovertrufne integrerede kraftsensor, som efterligner menneskelig taktil feedback. Denne afgørende funktion var afgørende for håndtering af sarte og dyre komponenter uden brud. "Det sparede os måneder af udviklingstid," minder Kreciglowa om, som også fremhæver UR's problemfri softwareintegration med forskellige kontrolmuligheder, herunder omfattende Python-grænseflader. Hun havde oprindeligt frygtet, at undervisningsvedhængets enkle grænseflade var begrænsende. "Men vi opdagede, at UR tilbød mange forskellige muligheder for robust kontrol med omfattende dokumentation og online tutorials."

Det store UR-brugerfællesskab og økosystem viste sig også at være uvurderligt. "UR's kompatibilitet med eksterne værktøjer som RoboDK, NVIDIA Isaac-simulering og AI-modeller sammen med let tilgængelige integrationer til brugerdefinerede effektorer, kamerasensorer og andre komponenter var en enorm fordel," siger Parietti.

Forbedring af global adgang

Multiplicer laboratorier 'robotklynger er allerede implementeret i kommercielle partneres faciliteter. "Klyngerne leverer forbløffende niveauer af effektivitet, gennemløb og repeterbarhed," siger Parietti og beskriver robotterne som værende "overmenneskelige". Ifølge Dr. Esensten vil Multiply Labs' klynge "virkelig ændre den måde, vi tænker på fremstillingen af disse skræddersyede, brugerdefinerede celle- og genterapier til patienter, hvilket i sidste ende forbedrer patientadgang globalt."

Undersøgelser

Effektiviteten af denne robotiske tilgang er blevet nøje valideret i undersøgelser med førende institutioner som UCSF og Stanford.

Udvikling af en robotklynge til automatiseret og skalerbar fremstilling af celleterapi (Link her )
Robotydelse kan sammenlignes med menneskelige operatører til celleterapi fremstillingsopgaver (Link her)

Kontakt Universal Robots

Tusindvis af virksomheder er afhængige af kollaborative robotter til at...

Øge produktiviteten
Tilpasse sig skiftende produktefterspørgsel
Forbedre medarbejdernes trivsel og fastholdelse
Bemanding gennem arbejdskraftmangel