Precisione su larga scala: come Universal Robots riscrive le regole della terapia cellulare

Multiply Labs

Guarda l'impatto del cluster robotico di Multiply Labs sulle terapie cellulari e geniche salvavita

In breve

Multiply Labs, sfruttando i cobots UR, ha sviluppato un innovativo cluster robotico che sta trasformando radicalmente la produzione di terapie cellulari e geniche salvavita. La soluzione Multiply Labs porta a un'incredibile riduzione dei costi del 74% e consente dosi di pazienti fino a 100 volte superiori per metro quadrato di camera bianca. Questa efficienza si ottiene migliorando significativamente la qualità, la ripetibilità e la sterilità rispetto ai processi manuali tradizionali. Multiply Labs ha scelto Universal Robots per le sue prestazioni simili a quelle umane, le capacità cruciali a sei assi, la modalità di forza senza rivali per una gestione delicata, l'integrazione software senza soluzione di continuità, il solido supporto della comunità e la compatibilità con le camere bianche.

La sfida artigianale: un collo di bottiglia per trattamenti salvavita

Per anni, la produzione di terapie cellulari e geniche personalizzate - trattamenti derivati dalle cellule del paziente stesso per combattere malattie come i tumori del sangue come il linfoma e la leucemia - è stata "sorprendentemente manuale, quasi artigianale", afferma Fred Parietti, co-fondatore e CEO di Multiply Labs. "Scienziati esperti eseguono centinaia di compiti a mano, dalla pipettatura allo scuotimento delle cellule." A differenza dei farmaci prodotti in serie, questi trattamenti sono personalizzati per ogni paziente e spesso hanno un prezzo compreso tra $300.000 e $2 milioni per dose.

Fondamentalmente, qualsiasi contaminazione microbica rende l'intero prodotto inutilizzabile, poiché non può essere sterilizzato senza uccidere le cellule terapeutiche. Dato l'elevato costo di ciascuna dose, qualsiasi errore di produzione è costoso. "Non è assolutamente scalabile raggiungere il numero di pazienti che hanno bisogno di questi farmaci. Ci siamo subito resi conto che i robot potevano davvero aiutare", afferma Parietti.

Raumland GmbH

Settore Medical and Cosmetics

Paese USA

Numero di dipendenti 40

Cobot utilizzato UR12e

Soluzione Multiply Labs robotic cluster

Fattori chiave del valore:

Fino al 74% di riduzione dei costi di produzione.

Dosi di pazienti 100 volte superiori per metro quadrato di camera bianca

Deviazione standard ridotta e limiti di errore più stretti rispetto agli operatori umani, con precisione submillimetrica

Eliminazione della contaminazione indotta dall'uomo

Capacità di replicare i processi manuali esistenti e approvati per evitare costosi processi di riapprovazione.

Compiti risolti da robot collaborativi:

Pipettatura e agitazione delle celle.

Crescere e nutrire le cellule T umane.

Manipolazione di strumenti, materiali di consumo e cassette.

Esecuzione di manipolazioni complesse necessarie per i processi di terapia cellulare.

Sfide di automazione risolte:

Metodi di produzione farmaceutica inefficienti, manuali e "artigianali".

Mancanza di scalabilità per i farmaci personalizzati.

Alto rischio di contaminazione e perdita del prodotto a causa di errore umano.

Vincoli di spazio costoso per le camere bianche e bassa densità di operazioni manuali.

Ostacoli normativi associati a modifiche significative ai processi di produzione approvati.

Come hanno fatto

Guarda perché Multiply Labs ha scelto di costruire il proprio cluster robotico sulla piattaforma UR

74% di riduzione dei costi e fino a 100 volte più dosi

La soluzione di Multiply Labs è un cluster robotico modulare con più bracci Universal Robot che lavorano in parallelo, impilati dal pavimento al soffitto con prevenzione delle collisioni, progettato per replicare fedelmente i processi manuali esistenti.

L'efficacia di questo approccio robotico è stata rigorosamente convalidata in studi peer-reviewed con istituzioni leader come UCSF e Stanford (i link a questi studi sono disponibili alla fine della pagina). "Quando abbiamo confrontato un processo di produzione manuale tradizionale per queste terapie cellulari con un processo robotico che esegue lo stesso identico processo, abbiamo riscontrato una riduzione dei costi di circa il 74%", afferma Jonathan Esensten, MD, PhD. e Direttore del Centro di Bioterapia Avanzata presso Sheba Medical Center (precedentemente medico-scienziato presso UCSF). Ha definito i risultati un "salto di qualità" in termini di capacità di produrre questi farmaci a un costo inferiore e in uno spazio più piccolo.

Eliminando la necessità del coinvolgimento umano e consentendo di impilare gli strumenti, i robot superano anche i vincoli spaziali che limitano le operazioni manuali. "Secondo le nostre stime, stiamo somministrando dosi fino a 100 volte superiori per metro quadrato di camera bianca", afferma Parietti.

il sistema robotizzato riduce significativamente la variazione dei parametri di processo chiave. Anche la stabilità è notevolmente migliorata.

Contaminazione eliminata

Al di là dei costi e dell'ingombro, il sistema robotizzato riduce significativamente la variazione dei parametri di processo chiave, ottenendo limiti di errore molto più stretti rispetto agli operatori umani e una precisione sub-millimetrica (0,1 mm). Anche la sterilità è notevolmente migliorata. "I robot non respirano e non toccano cose che non dovrebbero toccare", dice Parietti. Una scoperta confermata nella ricerca che rivela che mentre la contaminazione è stata osservata nei processi manuali, "non abbiamo visto alcuna contaminazione nel processo robotico", conferma il dott. Esensten.

Imitation learning: il futuro dell'automazione scalabile

Una pietra miliare dell'innovazione di Multiply Labs è la sua tecnologia di "imitazione dell'apprendimento". Questo approccio garantisce che i robot non dettino un nuovo processo, ma imparino invece da dimostrazioni umane esperte. Multiply Labs chiede alle aziende farmaceutiche con cui lavorano di registrare i loro scienziati che svolgono i compiti. Questi dati vengono forniti ai cobots e i cobots imparano a replicare efficacemente ciò che gli scienziati stavano facendo in laboratorio. "Solo in modo più efficiente, più ripetibile, 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e in parallelo", afferma Parietti. "Questo metodo consente ai nostri cobots di autoapprendere 100 nuove attività. È la chiave per ridimensionare."

Quando abbiamo confrontato un processo di produzione manuale tradizionale per queste terapie cellulari con un processo robotico che esegue lo stesso identico processo, abbiamo riscontrato una riduzione dei costi di circa il 74%. Questo è un salto di qualità in termini di capacità di produrre questi farmaci a un costo inferiore e in uno spazio più piccolo.

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

Semplificazione della conformità normativa: risparmio di decenni e miliardi

La capacità del sistema robotico di replicare con precisione i metodi manuali stabiliti offre un vantaggio fondamentale per la conformità normativa. Come spiega il dott. Esensten: "Se un'azienda farmaceutica ha un prodotto approvato, non può davvero apportare modifiche importanti al processo di produzione. Utilizzando i robot per eseguire fedelmente un processo già approvato, le aziende possono potenzialmente "risparmiare decenni e miliardi di dollari" evitando la necessità di riapprovare un metodo di produzione completamente nuovo.

Perché Universal Robots si è distinto: prestazioni ed ecosistema simili a quelli umani

Multiply Labs ha cercato esplicitamente robot collaborativi per le loro prestazioni simili a quelle umane. Dopo aver valutato varie opzioni, Universal Robots è emerso come "il chiaro vincitore", afferma Nadia Kreciglowa, responsabile del software di robotica presso Multiply Labs. Le complesse manipolazioni richieste per la terapia cellulare richiedevano più di semplici robot SCARA a 3 assi, portando il suo team ai bracci robotici a 6 assi completamente articolati di UR. Multiply Labs li ha ulteriormente integrati in un sistema a 8 gradi di libertà con guide per un movimento più ampio.

Il rilevamento della forza e l'integrazione del software hanno accelerato lo sviluppo

Un fattore fondamentale è stato l'impareggiabile rilevamento della forza integrato di UR, che imita il feedback tattile umano. Questa caratteristica cruciale era essenziale per la gestione di componenti delicati e costosi senza rotture. "Ci ha fatto risparmiare mesi di tempo di sviluppo", ricorda Kreciglowa, che evidenzia anche la perfetta integrazione software di UR con varie opzioni di controllo, tra cui ampie interfacce Python. Inizialmente aveva temuto che la semplice interfaccia del Teach Pendant fosse limitante. "Ma abbiamo scoperto che UR offriva molte opzioni diverse per un controllo solido, con una ricca documentazione e tutorial online."

Anche la vasta comunità di utenti UR e l'ecosistema si sono dimostrati inestimabili. "La compatibilità di UR con strumenti esterni come RoboDK, simulazione NVIDIA Isaac e modelli di intelligenza artificiale, insieme a integrazioni prontamente disponibili per attuatori finali personalizzati, sensori di telecamere e altri componenti, è stato un enorme vantaggio", afferma Parietti.

Migliorare l'accesso globale

I cluster robotici di Multiply Labs sono già distribuiti nelle strutture dei partner commerciali. "I cluster offrono livelli sorprendenti di efficienza, produttività e ripetibilità", afferma Parietti, descrivendo i robot come dotati di "prestazioni sovrumane". Secondo il dottor Esensten, il cluster di Multiply Labs "cambierà davvero il modo in cui pensiamo alla produzione di queste terapie cellulari e geniche su misura e personalizzate per i pazienti, migliorando in definitiva l'accesso dei pazienti a livello globale".

Studi

L'efficacia di questo approccio robotico è stata rigorosamente convalidata in studi con istituzioni leader come UCSF e Stanford.

*Sviluppo di un cluster robotico per la produzione di terapie cellulari automatizzate e scalabili * (Link qui)
*Le prestazioni robotiche sono paragonabili agli operatori umani per le attività di produzione di terapie cellulari * (Link qui)

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