Precyzja w skali: jak Universal Robots zmienia zasady terapii komórkowych

Multiply Labs

Obserwuj wpływ zrobotyzowanego klastra Multiply Labs na ratujące życie terapie komórkowe i genowe

W skrócie

Multiply Labs, wykorzystując coboty UR, stworzyło przełomowy klaster robotyczny, który fundamentalnie zmienia proces wytwarzania ratujących życie terapii komórkowych i genowych. Rozwiązanie Multiply Labs pozwala zredukować koszty aż o 74% i zapewnia nawet 100 razy więcej dawek dla pacjentów na każdy metr kwadratowy cleanroomu. Taka efektywność idzie w parze z wyższą jakością, powtarzalnością i sterylnością w porównaniu z tradycyjnymi procesami manualnymi. Multiply Labs wybrało Universal Robots ze względu na „ludzką” precyzję ruchu, kluczowe możliwości sześciu osi, niezrównany tryb pracy siłowej do delikatnych operacji, bezproblemową integrację programową, wsparcie społeczności oraz kompatybilność z cleanroomami.

Wyzwanie rzemieślniczej produkcji: wąskie gardło w dostępie do terapii ratujących życie

Przez lata produkcja spersonalizowanych terapii komórkowych i genowych — przygotowywanych z komórek pacjenta do walki z chorobami, takimi jak nowotwory krwi (m.in. chłoniaki i białaczki) — była „zaskakująco manualna, wręcz rzemieślnicza” — mówi Fred Parietti, współzałożyciel i CEO Multiply Labs. „Wykwalifikowani naukowcy wykonują setki czynności ręcznie, od pipetowania po mieszanie komórek.”

W przeciwieństwie do leków produkowanych masowo, te terapie są dostosowane indywidualnie do każdego pacjenta i często kosztują od 300 000 do 2 milionów dolarów za dawkę.

Kluczowe jest to, że każda mikrobiologiczna kontaminacja czyni cały produkt bezużytecznym, ponieważ nie można go wysterylizować bez zniszczenia terapeutycznych komórek. Ze względu na ogromny koszt pojedynczej dawki każda awaria produkcyjna oznacza potężne straty. „To absolutnie nie jest proces skalowalny, aby dotrzeć do liczby pacjentów, którzy potrzebują tych leków. Szybko zdaliśmy sobie sprawę, że roboty mogą naprawdę pomóc” — podkreśla Parietti.

Raumland GmbH

Branża Medyczna & Kosmetyczna
Kraj USA
Liczba pracowników 40
Użyty cobot UR12e
Rozwiązanie Multiply Labs robotic cluster

Główne czynniki sukcesu

  • Redukcja kosztów produkcji nawet o 74%
  • 100 razy więcej dawek dla pacjentów na każdy metr kwadratowy cleanroomu
  • Niższe odchylenie standardowe i mniejsze marginesy błędu niż u operatorów ludzkich, z dokładnością submilimetrową
  • Eliminacja kontaminacji wywołanej przez człowieka
  • Możliwość odwzorowania istniejących, zatwierdzonych procesów manualnych, bez konieczności kosztownego ponownego procesu certyfikacji

Zadania realizowane przez roboty współpracujące:

  • Pipetowanie i mieszanie komórek
  • Hodowla i odżywianie ludzkich limfocytów T
  • Obsługa instrumentów, materiałów zużywalnych i kaset
  • Wykonywanie precyzyjnych manipulacji wymaganych w procesach terapii komórkowych

Wyzwania automatyzacji, które zostały rozwiązane:

  • Niewydajne, manualne i „rzemieślnicze” metody produkcji farmaceutycznej
  • Brak skalowalności w przypadku leków spersonalizowanych
  • Wysokie ryzyko kontaminacji i utraty produktu spowodowane błędami ludzkimi
  • Ograniczenia wynikające z kosztownej przestrzeni cleanroom i niskiej gęstości operacji manualnych
  • Bariery regulacyjne związane ze znaczącymi zmianami w zatwierdzonych procesach produkcyjnych

Jak oni to zrobili

Zobacz, dlaczego Multiply Labs zdecydowali się zbudować swój zrobotyzowany klaster na platformie UR
Rozwiązanie Multiply Labs to modułowy zrobotyzowany klaster z wieloma ramionami Universal Robot pracującymi równolegle

74% redukcji kosztów i nawet 100× więcej dawek

Rozwiązanie Multiply Labs to modułowy klaster robotyczny, w którym wiele ramion Universal Robots pracuje równolegle, ułożonych od podłogi po sufit z systemem unikania kolizji, zaprojektowany tak, aby wiernie odwzorowywać istniejące procesy manualne.

Skuteczność tego podejścia została rygorystycznie potwierdzona w recenzowanych badaniach prowadzonych z wiodącymi instytucjami, takimi jak UCSF i Stanford (linki do badań znajdują się na końcu strony). „Porównując tradycyjny manualny proces produkcji terapii komórkowych z procesem zrobotyzowanym realizującym dokładnie te same kroki, stwierdziliśmy redukcję kosztów o około 74%” — mówi Jonathan Esensten, M.D., PhD, Dyrektor Advanced Biotherapy Center w Sheba Medical Center (wcześniej lekarz-naukowiec w UCSF). Wyniki nazwał „skokiem kwantowym” w kontekście możliwości produkcji tych leków przy niższych kosztach i w mniejszej przestrzeni.

Eliminując konieczność udziału człowieka i umożliwiając piętrowe ułożenie urządzeń, roboty przełamują również ograniczenia przestrzenne, które limitują operacje manualne. „Według naszych szacunków jesteśmy w stanie wytwarzać do 100 razy więcej dawek dla pacjentów na każdy metr kwadratowy cleanroomu” — dodaje Parietti.

system robotyczny znacznie zmniejsza zmienność kluczowych parametrów procesu. Zmienność jest również znacznie poprawiona.

Pełna sterylność procesu

Poza redukcją kosztów i oszczędnością miejsca, system robotyczny znacząco ogranicza zmienność kluczowych parametrów procesowych, osiągając znacznie węższe marginesy błędu niż operatorzy ludzcy oraz submilimetrową dokładność (0,1 mm). Sterylność procesu również została istotnie poprawiona. „Roboty nie oddychają i nie dotykają rzeczy, których nie powinny” — mówi Parietti. Potwierdzają to wyniki badań, które wykazały, że podczas procesów manualnych obserwowano kontaminację, natomiast „nie stwierdziliśmy żadnej kontaminacji w procesie zrobotyzowanym” — dodaje dr Esensten.

Rozwiązanie Multiply Labs to modułowy zrobotyzowany klaster z wieloma ramionami Universal Robot pracującymi równolegle

Uczenie przez naśladowanie: przyszłość skalowalnej automatyzacji

Kamieniem milowym innowacji Multiply Labs jest technologia „uczenia przez naśladowanie” (imitation learning). Dzięki temu podejściu roboty nie narzucają nowego procesu, lecz uczą się na podstawie demonstracji wykonywanych przez ekspertów. Multiply Labs prosi współpracujące firmy farmaceutyczne o nagranie wideo, na którym naukowcy wykonują poszczególne zadania. Dane te trafiają następnie do cobotów, które uczą się skutecznie odtwarzać czynności realizowane wcześniej w laboratorium. „Tyle że robią to wydajniej, powtarzalnie, 24/7 i równolegle” — mówi Parietti. „Ta metoda pozwala naszym cobotom samodzielnie opanować 100 nowych zadań. To klucz do skalowalności.”

Gdy porównaliśmy tradycyjny, manualny proces wytwarzania tych terapii komórkowych z procesem zrobotyzowanym realizującym dokładnie te same etapy, stwierdziliśmy redukcję kosztów o około 74%. To prawdziwy skok kwantowy, jeśli chodzi o możliwość produkowania tych leków taniej i w mniejszej przestrzeni.

Jonathan Esensten, Director, Advanced Biotherapy Center, Sheba Medical Center
system robotyczny znacznie zmniejsza zmienność kluczowych parametrów procesu. Zmienność jest również znacznie poprawiona.

Uproszczona zgodność regulacyjna: oszczędność dekad i miliardów

Możliwość precyzyjnego odwzorowania ustalonych metod manualnych przez system robotyczny daje kluczową przewagę w zakresie zgodności regulacyjnej. Jak wyjaśnia dr Esensten:
„Jeśli firma farmaceutyczna ma zatwierdzony produkt, nie może wprowadzać istotnych zmian w procesie produkcyjnym. Dzięki wykorzystaniu robotów do wiernego odtwarzania już zatwierdzonego procesu firmy mogą potencjalnie zaoszczędzić dekady i miliardy dolarów, unikając konieczności ponownej aprobaty całkowicie nowej metody produkcji.”

Rozwiązanie Multiply Labs to modułowy zrobotyzowany klaster z wieloma ramionami Universal Robot pracującymi równolegle

Universal Robots – unikalne połączenie ludzkiej precyzji i wsparcia ekosystemu

Multiply Labs od początku poszukiwało robotów współpracujących ze względu na ich „ludzką” precyzję ruchu. Po ocenie różnych rozwiązań Universal Robots okazał się „zdecydowanym zwycięzcą” — mówi Nadia Kreciglowa, Head of Robotics Software w Multiply Labs. Złożone manipulacje wymagane w procesach terapii komórkowych wymagały czegoś więcej niż prostych, 3-osiowych robotów SCARA, dlatego jej zespół zdecydował się na w pełni przegubowe, 6-osiowe ramiona UR. Multiply Labs zintegrowało je dodatkowo z systemem ośmiu stopni swobody dzięki zastosowaniu szyn.

system robotyczny znacznie zmniejsza zmienność kluczowych parametrów procesu. Zmienność jest również znacznie poprawiona.

Czujniki siły i integracja oprogramowania przyspieszyły rozwój

Kluczowym czynnikiem okazał się niezrównany, zintegrowany system czujników siły w robotach UR, który naśladuje ludzkie odczucia dotykowe. Ta funkcjonalność była absolutnie niezbędna do bezpiecznego obchodzenia się z delikatnymi i kosztownymi komponentami, minimalizując ryzyko ich uszkodzenia. „Oszczędziło nam to miesiące pracy rozwojowej” – wspomina Kreciglowa, podkreślając także bezproblemową integrację oprogramowania UR z różnymi opcjami sterowania, w tym rozbudowanymi interfejsami w Pythonie. Początkowo obawiała się, że proste w obsłudze programowanie z poziomu panelu mogłoby ograniczać możliwości. „Jednak odkryliśmy, że UR oferuje szeroką gamę zaawansowanych opcji sterowania, bogatą dokumentację oraz dostępne online tutoriale”.

Ogromną wartość wniosła również szeroka społeczność użytkowników i ekosystem UR. „Kompatybilność UR z zewnętrznymi narzędziami, takimi jak RoboDK, symulacje NVIDIA Isaac czy modele AI, a także łatwo dostępne integracje z niestandardowymi chwytakami, czujnikami wizyjnymi i innymi komponentami, była ogromną przewagą” – dodaje Parietti.

Rozwiązanie Multiply Labs to modułowy zrobotyzowany klaster z wieloma ramionami Universal Robot pracującymi równolegle

Wzmocnienie globalnego dostępu

Robotyczne klastry Multiply Labs są już wdrożone w zakładach komercyjnych partnerów. „Klastry zapewniają zdumiewający poziom efektywności, przepustowości i powtarzalności” – mówi Parietti, określając roboty mianem „nadludzko wydajnych”. Zdaniem dr. Esenstena, klaster Multiply Labs „całkowicie zmieni sposób, w jaki postrzegamy produkcję spersonalizowanych terapii komórkowych i genowych dla pacjentów, ostatecznie poprawiając globalny dostęp do leczenia”.

Badania

Skuteczność tego podejścia z wykorzystaniem robotów została rygorystycznie potwierdzona w badaniach prowadzonych we współpracy z wiodącymi instytucjami, takimi jak UCSF oraz Stanford.

  • Rozwój klastra robotycznego do zautomatyzowanej i skalowalnej produkcji terapii komórkowych (link tutaj)
  • Wydajność robotów porównywalna z operatorami ludzkimi w zadaniach produkcji terapii komórkowych (link tutaj)

Skontaktuj się z Universal Robots

Tysiące firm polega na robotach współpracujących, aby...

  • Zwiększ produktywność
  • Dostosuj się do zmieniającego się popytu na produkty
  • Poprawa samopoczucia i retencji pracowników
  • Pracownicy z powodu niedoborów siły roboczej
Biuro lokalne
  • Universal Robots A/S
  • Kateřinská 466/40
  • 12000 Praha
Skontaktuj się z nami: +420 222 286 200