Precision i stor skala: Hur Universal Robots skriver om reglerna för cellterapi

Multiplicera labb

Se hur Multiplicera Labs robotkluster påverkar livräddande cell- och genterapier

I korthet

Multiplicera Labs, som utnyttjar UR cobots, har utvecklat ett banbrytande robotkluster som i grunden omvandlar tillverkningen av livräddande cell- och genterapier. Multiplicera Labs-lösningen driver en häpnadsväckande kostnadsreduktion på 74% och möjliggör upp till 100 gånger fler patientdoser per kvadratmeter renrum. Denna effektivitet uppnås samtidigt som den avsevärt förbättrar kvalitet, repeterbarhet och sterilitet jämfört med traditionella manuella processer. Multiplicera Labs valde Universal Robots på grund av deras människoliknande prestanda, viktiga sexaxliga funktioner, oöverträffat kraftläge för känslig hantering, sömlös programintegrering, robust community-support och renrumskompatibilitet.

Den hantverksmässiga utmaningen: En flaskhals för livräddande behandlingar

I åratal har produktionen av personliga cell- och genterapier - behandlingar som härrör från patientens egna celler för att bekämpa sjukdomar som blodcancer som lymfom och leukemi - varit "förvånansvärt manuell, nästan hantverksmässig", säger Fred Parietti, medgrundare och VD för Multiply Labs. "Expertforskare utför hundratals uppgifter för hand, från pipettering till skakning av celler." Till skillnad från massproducerade läkemedel är dessa behandlingar anpassade för varje patient och prissätts ofta mellan $ 300 000 och $ 2 miljoner per dos.

Avgörande är att alla mikrobiella föroreningar gör hela produkten oanvändbar, eftersom den inte kan steriliseras utan att döda de terapeutiska cellerna. Med tanke på den höga kostnaden för varje dos är alla tillverkningsfel kostsamma. "Det är absolut inte skalbart att nå antalet patienter som behöver dessa läkemedel. Vi insåg snabbt att robotar verkligen kunde hjälpa till här", säger Parietti.

Multiply Labs

Industri Medical and Cosmetics

Land USA

Antal anställda 40

Cobot använd UR12e

Lösning Multiply Labs robotic cluster

Viktiga värdefaktorer:

Upp till 74% minskning av tillverkningskostnaderna.

100x fler patientdoser per kvadratmeter renrum

Minskad standardavvikelse och snävare felgränser än mänskliga operatörer, med sub-millimeternoggrannhet

Eliminering av mänsklig inducerad kontaminering

Möjlighet att replikera befintliga, godkända manuella processer för att undvika kostsamma återgodkännandeprocesser.

Uppgifter som löses av samarbetande robotar:

Pipettering och skakning av celler.

Odla och mata mänskliga T-celler.

Hantering av instrument, förbrukningsmaterial och kassetter.

Utföra invecklade manipuleringar som krävs för cellterapiprocesser.

Automatiseringsutmaningar lösta:

Ineffektiva, manuella och "hantverksmässiga" farmaceutiska produktionsmetoder.

Brist på skalbarhet för personliga läkemedel.

Hög risk för kontaminering och produktförlust på grund av mänskligt fel.

Begränsningar av dyrt renrumsutrymme och låg densitet av manuella operationer.

Regulatoriska hinder i samband med betydande ändringar av godkända tillverkningsprocesser.

Hur de gjorde det

Se varför Multiplicera Labs valde att bygga sitt robotkluster på UR-plattformen

74% kostnadsminskningar och upp till 100 gånger fler doser

Multiplicera Labs lösning är ett modulärt robotkluster med flera Universal Robot-armar som arbetar parallellt, staplade golv till tak med kollisionsundvikande, utformade för att troget replikera befintliga manuella processer.

Effekten av detta robotiska tillvägagångssätt har noggrant validerats i peer-reviewed studier med ledande institutioner som UCSF och Stanford (länkar till dessa studier finns i slutet av sidan). "Där vi jämförde en traditionell manuell tillverkningsprocess för dessa cellterapier med en robotprocess som gjorde exakt samma process, fann vi en kostnadsminskning på cirka 74%", säger Jonathan Esensten, MD, PhD. och chef för Advanced Biotherapy Center vid Sheba Medical Center (tidigare läkare-forskare vid UCSF). Han kallade resultaten ett "kvantsprång" när det gäller att kunna tillverka dessa läkemedel till en lägre kostnad och i ett mindre utrymme.

Genom att eliminera behovet av mänskligt engagemang och låta instrument staplas, övervinner robotar också rumsliga begränsningar som begränsar manuell drift. "Enligt våra uppskattningar gör vi upp till 100 gånger fler patientdoser per kvadratmeter renrum", säger Parietti.

robotsystemet minskar avsevärt variationen i viktiga processparametrar. Steriliteten förbättras också avsevärt.

Förorening eliminerad

Utöver kostnader och fotavtryck minskar robotsystemet avsevärt variationen i viktiga processparametrar, vilket uppnår mycket strängare felgränser än mänskliga operatörer och submillimeternoggrannhet (0,1 mm). Steriliteten förbättras också avsevärt. "Robotar andas inte, och de rör inte saker som de inte ska röra", säger Parietti. Ett fynd som bekräftades i forskningen avslöjade att medan kontaminering observerades i manuella processer, "såg vi ingen kontaminering i robotprocessen", bekräftar Dr. Esensten.

Imitationslärande: Framtiden för skalbar automatisering

En hörnsten i Multiplicera Labs innovation är dess "imitation learning" -teknik. Detta tillvägagångssätt säkerställer att robotarna inte dikterar en ny process utan istället lär sig av mänskliga expertdemonstrationer. Multiplicera Labs ber läkemedelsföretagen de arbetar med att filma sina forskare som utför uppgifterna. Dessa data matas till cobots, och cobots lär sig att effektivt replikera vad forskare gjorde i labbet. "Bara mer effektivt, mer repeterbart, dygnet runt och parallellt", säger Parietti. "Den här metoden gör det möjligt för våra cobots att själv lära sig 100 nya uppgifter. Det är nyckeln till skalning."

När vi jämförde en traditionell manuell tillverkningsprocess för dessa cellterapier med en robotprocess som gjorde exakt samma process, fann vi en kostnadsminskning på cirka 74%. Det är ett kvantsprång när det gäller att kunna tillverka dessa läkemedel till en lägre kostnad, och i ett mindre utrymme.

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

Strömlinjeformad regelefterlevnad: sparar årtionden och miljarder

Robotsystemets förmåga att exakt replikera etablerade manuella metoder ger en kritisk fördel för regelefterlevnad. Som Dr. Esensten förklarar: "Om ett läkemedelsföretag har en godkänd produkt kan det verkligen inte göra stora förändringar i tillverkningsprocessen. Genom att använda robotar för att troget utföra en redan godkänd process kan företag potentiellt "spara årtionden och miljarder dollar" genom att undvika behovet av att godkänna en helt ny tillverkningsmetod.

Varför Universal Robots stod ut: Människoliknande prestanda och ekosystem

Multiplicera Labs sökte uttryckligen samarbetande robotar för deras människoliknande prestanda. Efter att ha utvärderat olika alternativ framstod Universal Robots som "den klara vinnaren", säger Nadia Kreciglowa, chef för Robotics Software på Multiply Labs. De invecklade manipulationerna som krävdes för cellterapi krävde mer än enkla 3-axliga SCARA-robotar, vilket ledde hennes team till UR: s fullt artikulerade 6-axliga robotarmar. Multiplicera Labs integrerade dessa ytterligare i ett 8-graders frihetssystem med skenor för bredare rörelse.

Kraftavkänning och programvaruintegrering påskyndade utvecklingen

En central faktor var UR: s oöverträffade integrerade kraftavkänning, som efterliknar mänsklig taktil återkoppling. Denna avgörande funktion var avgörande för att hantera ömtåliga och dyra komponenter utan att gå sönder. "Det sparade oss månader av utvecklingstid", påminner Kreciglowa, som också lyfter fram UR: s sömlösa programvaruintegration med olika kontrollalternativ, inklusive omfattande Python-gränssnitt. Hon hade till en början fruktat att lärarmedlens enkla gränssnitt var begränsande. "Men vi upptäckte att UR erbjöd många olika alternativ för robust kontroll, med omfattande dokumentation och självstudiekurser online."

Det stora användargemenskapen och ekosystemet för UR visade sig också vara ovärderligt. "UR: s kompatibilitet med externa verktyg som RoboDK, NVIDIA Isaac-simulering och AI-modeller, tillsammans med lättillgängliga integreringar för anpassade effektorer, kamerasensorer och andra komponenter, var en enorm fördel", säger Parietti.

Förbättrad global åtkomst

Multiplicera laboratorier"robotkluster används redan i kommersiella partners anläggningar." Klustren levererar häpnadsväckande nivåer av effektivitet, genomströmning och repeterbarhet ", säger Parietti och beskriver robotarna som" övermänskliga ". Enligt Dr Esensten kommer Multiply Labs kluster" verkligen att förändra hur vi tänker på tillverkningen av dessa skräddarsydda, anpassade cell- och genterapier för patienter, vilket i slutändan förbättrar patienttillgången globalt. "

Studier

Effekten av detta robotiska tillvägagångssätt har noggrant validerats i studier med ledande institutioner som UCSF och Stanford.

*Utveckling av ett robotkluster för automatiserad och skalbar cellterapitillverkning * (Länk här)
- Robotprestanda är jämförbar med mänskliga operatörer för cellterapitillverkningsuppgifter * (Länk här)

Kom i kontakt med Universal Robots

Tusentals företag förlitar sig på samarbetsrobotar för att...

Öka produktiviteten
Anpassa sig till förändrade produktbehov
Förbättra de anställdas välbefinnande och
Personal genom arbetskraftsbrist