Präzision im Maßstab: Wie Universal Robots die Regeln der Zelltherapie neu schreibt

Labore vervielfachen

Beobachten Sie die Auswirkungen des Roboterclusters von Multiply Labs auf lebensrettende Zell- und Gentherapien

Kurz gesagt

Multiply Labs hat mit UR cobots einen bahnbrechenden Robotercluster entwickelt, der die Herstellung von lebensrettenden Zell- und Gentherapien grundlegend verändert. Die Multiply Labs-Lösung führt zu einer erstaunlichen Kostensenkung von 74 % und ermöglicht bis zu 100-mal mehr Patientendosen pro Quadratfuß Reinraum. Diese Effizienz wird erreicht, während die Qualität, Wiederholbarkeit und Sterilität im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Prozessen erheblich verbessert wird. Multiply Labs entschied sich für Universal Robots aufgrund ihrer menschenähnlichen Leistung, ihrer entscheidenden Sechs-Achsen-Fähigkeiten, ihres konkurrenzlosen Kraftmodus für eine filigrane Handhabung, ihrer nahtlosen Softwareintegration, ihres robusten Community-Supports und ihrer Reinraumkompatibilität.

Die handwerkliche Herausforderung: Ein Engpass für lebensrettende Behandlungen

Seit Jahren ist die Herstellung personalisierter Zell- und Gentherapien - Behandlungen aus patienteneigenen Zellen zur Bekämpfung von Krankheiten wie Blutkrebs wie Lymphomen und Leukämie - "überraschend manuell, fast schon handwerklich", sagt Fred Parietti, Mitbegründer und CEO von Multiply Labs. „Fachwissenschaftler führen Hunderte von Aufgaben von Hand aus, vom Pipettieren bis zum Schütteln von Zellen." Im Gegensatz zu massenproduzierten Medikamenten werden diese Behandlungen für jeden Patienten angepasst und oft zwischen $ 300.000 und $ 2 Millionen pro Dosis festgesetzt.

Entscheidend ist, dass jede mikrobielle Kontamination das gesamte Produkt unbrauchbar macht, da es nicht sterilisiert werden kann, ohne die therapeutischen Zellen abzutöten. Angesichts der hohen Kosten jeder Dosis ist jeder Herstellungsfehler kostspielig. „Es ist absolut nicht skalierbar, die Anzahl der Patienten zu erreichen, die diese Medikamente benötigen. Wir haben schnell gemerkt, dass Roboter hier wirklich helfen können“, sagt Parietti.

Multiply Labs

Industrie Medical and Cosmetics

Land USA

Anzahl der Mitarbeiter 40

Cobot verwendet UR12e

Lösung Multiply Labs robotic cluster

Wichtigste Werttreiber:

Bis zu 74 % Reduzierung der Herstellungskosten.
100x mehr Patientendosen pro Quadratfuß Reinraum
Reduzierte Standardabweichung und engere Fehlergrenzen als bei menschlichen Bedienern, mit einer Genauigkeit von weniger als
einem Millimeter Beseitigung der vom Menschen verursachten Kontamination
Möglichkeit, bestehende, genehmigte manuelle Prozesse zu replizieren, um kostspielige Wiedergenehmigungsprozesse zu vermeiden.

Aufgaben, die von kollaborativen Robotern gelöst werden:

Pipettieren und Schütteln von Zellen.
Züchten und Füttern menschlicher T-Zellen.
Handhabung von Instrumenten, Verbrauchsmaterialien und Kassetten.
Durchführung komplizierter Manipulationen, die für Zelltherapieprozesse erforderlich sind.

Automatisierungsherausforderungen gelöst:

Ineffiziente, manuelle und „handwerkliche“ pharmazeutische Produktionsmethoden.
Mangelnde Skalierbarkeit für personalisierte Medikamente.
Hohes Kontaminationsrisiko und Produktverlust durch menschliches Versagen.
Einschränkungen des teuren Reinraumraums und geringe Dichte der manuellen Vorgänge.
Regulatorische Hürden im Zusammenhang mit wesentlichen Änderungen an genehmigten Herstellungsprozessen.

Wie sie es gemacht haben

Sehen Sie, warum Multiply Labs sich entschieden hat, ihren Robotercluster auf der UR-Plattform zu erstellen

Die Lösung von Multiply Labs ist ein modulares Robotercluster mit mehreren parallel arbeitenden Universal-Roboterarmen

74 % Kostensenkungen und bis zu 100-mal mehr Dosen

Die Lösung von Multiply Labs ist ein modularer Robotercluster mit mehreren parallel arbeitenden Universal-Roboterarmen, die vom Boden bis zur Decke gestapelt sind und Kollisionen vermeiden, um bestehende manuelle Prozesse originalgetreu zu replizieren.

Die Wirksamkeit dieses Roboteransatzes wurde in Peer-Review-Studien mit führenden Institutionen wie UCSF und Stanford rigoros validiert (Links zu diesen Studien finden Sie am Ende der Seite). „Beim Vergleich eines traditionellen manuellen Herstellungsprozesses für diese Zelltherapien mit einem Roboterprozess, der genau den gleichen Prozess durchführt, haben wir eine Kostensenkung von etwa 74 %festgestellt“, sagt Jonathan Esensten, M.D., PhD. und Direktor des Advanced Biotherapy Center am Sheba Medical Center (ehemals Arzt-Wissenschaftler an der UCSF). Er nannte die Ergebnisse einen "Quantensprung" in Bezug auf die Möglichkeit, diese Medikamente kostengünstiger und auf kleinerem Raum herstellen zu können.

Durch den Verzicht auf menschliches Eingreifen und die Möglichkeit, Instrumente zu stapeln, überwinden Roboter auch räumliche Einschränkungen, die manuelle Vorgänge einschränken. "Nach unseren Schätzungen machen wir bis zu 100x mehr Patientendosen pro Quadratfuß Reinraum", sagt Parietti.

das Robotersystem reduziert die Variation der wichtigsten Prozessparameter erheblich. Die Sterilität wird ebenfalls erheblich verbessert.

Kontamination beseitigt

Über die Kosten und den Platzbedarf hinaus reduziert das Robotersystem die Variation der wichtigsten Prozessparameter erheblich und erreicht viel engere Fehlergrenzen als menschliche Bediener und eine Genauigkeit von weniger als einem Millimeter (0,1 mm). Die Sterilität wird ebenfalls erheblich verbessert. "Roboter atmen nicht und sie berühren keine Dinge, die sie nicht berühren sollten", sagt Parietti. Ein in der Forschung bestätigter Befund ergab, dass bei manuellen Prozessen zwar eine Kontamination beobachtet wurde, „wir jedoch keine Kontamination im Roboterprozess gesehen haben“, bestätigt Dr. Esensten.

Nachahmungslernen: Die Zukunft der skalierbaren Automatisierung

Ein Eckpfeiler der Innovation von Multiply Labs ist die "Imitation Learning" -Technologie. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Roboter keinen neuen Prozess diktieren, sondern stattdessen von menschlichen Expertendemonstrationen lernen. Multiply Labs bittet die Pharmaunternehmen, mit denen sie zusammenarbeiten, ihre Wissenschaftler, die die Aufgaben ausführen, auf Video aufzunehmen. Diese Daten werden an die cobots weitergeleitet, und die cobots lernen, effektiv zu replizieren, was Wissenschaftler im Labor gemacht haben. "Nur effizienter, wiederholbarer, rund um die Uhr und parallel", sagt Parietti. „Mit dieser Methode können unsere cobots 100 neue Aufgaben selbst erlernen. Es ist der Schlüssel zur Skalierung.“

Beim Vergleich eines traditionellen manuellen Herstellungsprozesses für diese Zelltherapien mit einem Roboterprozess, der genau den gleichen Prozess durchführt, haben wir eine Kostensenkung von etwa 74 %festgestellt. Das ist ein Quantensprung, wenn es darum geht, diese Medikamente kostengünstiger und auf kleinerem Raum herstellen zu können.

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

Optimierte Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Einsparung von Jahrzehnten und Milliarden

Die Fähigkeit des Robotersystems, etablierte manuelle Methoden präzise zu replizieren, bietet einen entscheidenden Vorteil für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Wie Dr. Esensten erklärt: „Wenn ein Pharmaunternehmen ein zugelassenes Produkt hat, kann es wirklich keine großen Änderungen am Herstellungsprozess vornehmen. Durch den Einsatz von Robotern zur getreuen Ausführung eines bereits genehmigten Prozesses können Unternehmen potenziell „ Jahrzehnte und Milliarden von Dollar einsparen “, indem sie die Notwendigkeit einer erneuten Genehmigung einer völlig neuen Herstellungsmethode vermeiden.

Warum Universal Robots auffiel: Menschliche Leistung und Ökosystem

Multiply Labs suchte explizit nach kollaborativen Robotern für ihre menschenähnliche Leistung. Nach der Evaluierung verschiedener Optionen habe sich Universal Robots als „klarer Gewinner“ herausgestellt, sagt Nadia Kreciglowa, Head of Robotics Software bei Multiply Labs. Die komplizierten Manipulationen, die für die Zelltherapie erforderlich waren, erforderten mehr als nur einfache 3-Achsen-SCARA-Roboter, was ihr Team zu den voll artikulierten 6-Achsen-Roboterarmen von UR führte. Multiply Labs integrierte diese weiter in ein 8-Freiheitsgrad-System mit Schienen für eine breitere Bewegung.

Force Sensing und Software-Integration beschleunigten die Entwicklung

Ein entscheidender Faktor war die unübertroffene integrierte Kraftmessung von UR, die menschliches taktiles Feedback nachahmt. Dieses entscheidende Merkmal war für die bruchfreie Handhabung empfindlicher und teurer Komponenten unerlässlich. „Es hat uns monatelange Entwicklungszeit erspart“, erinnert sich Kreciglowa, der auch die nahtlose Softwareintegration von UR mit verschiedenen Steuerungsoptionen, einschließlich umfangreicher Python-Schnittstellen, hervorhebt. Sie hatte zunächst befürchtet, dass die einfache Benutzeroberfläche des Lehranhängers einschränkend war. „Aber wir haben entdeckt, dass UR viele verschiedene Optionen für eine robuste Steuerung bietet, mit umfangreicher Dokumentation und Online-Tutorials.„

Die große UR-Benutzergemeinschaft und das Ökosystem erwiesen sich ebenfalls als von unschätzbarem Wert. „Die Kompatibilität von UR mit externen Tools wie RoboDK, NVIDIA Isaac-Simulation und KI-Modellen sowie die leicht verfügbaren Integrationen für benutzerdefinierte Endeffektoren, Kamerasensoren und andere Komponenten waren ein großer Vorteil“, sagt Parietti.

Verbesserung des globalen Zugriffs

Multiply Labs' Roboter-Cluster sind bereits in den Einrichtungen kommerzieller Partner im Einsatz. „Die Cluster bieten ein erstaunliches Maß an Effizienz, Durchsatz und Wiederholbarkeit“, sagt Parietti und beschreibt die Roboter als „übermenschliche Leistung“. Laut Dr. Esensten wird der Cluster von Multiply Labs "die Art und Weise, wie wir über die Herstellung dieser maßgeschneiderten, maßgeschneiderten Zell- und Gentherapien für Patienten nachdenken, wirklich verändern und letztendlich den Patientenzugang weltweit verbessern."

Studium

Die Wirksamkeit dieses Roboteransatzes wurde in Studien mit führenden Institutionen wie UCSF und Stanford rigoros validiert.

*Entwicklung eines Roboterclusters zur automatisierten und skalierbaren Herstellung von Zelltherapien * (Link hier)
- Roboterleistung ist vergleichbar mit menschlichen Bedienern für Zelltherapie-Herstellungsaufgaben * (Link hier)

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