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规模化精准赋能:优傲机器人如何改写细胞治疗规则

Multiply Labs

观看Multiply Labs的机器人集群对拯救生命的细胞和基因疗法的影响

简而言之

Multiply Labs利用UR协作机器人开发了一个突破性的机器人集群,它正在从根本上改变挽救生命的细胞和基因疗法的制造。该方案将成本降低了74%,每平方英尺洁净室处理的患者剂量增加了100倍。与传统人工流程相比,该技术在实现这一效率的同时,还显著提升了治疗的质量、可重复性与无菌性。Multiply Labs 之所以选择优傲机器人,正是看中其类人化操作表现、关键的六轴运动能力、适用于精细操作的卓越力控模式、无缝的软件集成特性、强大的社区支持以及洁净室兼容性。

手工操作的挑战:救命疗法的规模化瓶颈

多年来,个性化细胞与基因疗法,即从患者自身细胞中提取、用于治疗淋巴瘤和白血病等血癌的疗法的生产过程 “出人意料地依赖人工,近乎手工匠艺”,Multiply Labs 联合创始人兼首席执行官弗雷德・帕列蒂表示。“专业科学家需手动完成数百项操作,从移液到细胞振荡均需亲力亲为。” 与大规模生产的药物不同,这类疗法为每位患者量身定制,每剂价格通常在 30 万至 200 万美元之间。

关键问题在于,任何微生物污染都会导致整批产品报废,因为若对产品进行灭菌处理,治疗性细胞也会随之死亡。考虑到每剂疗法的高昂成本,任何生产失败都会造成巨额损失。“这种模式完全无法规模化,难以覆盖所有需要这些药物的患者。我们很快意识到,机器人技术能在此处发挥关键作用,” 帕列蒂说道。

Multiply Labs

行业 医疗和化妆品
国家 美国
员工人数 40
使用的协作机器人 UR12e
解决方案 Multiply Labs 机器人集群

关键价值驱动因素:

  • 制造成本降低高达 74%
  • 每平方英尺洁净室的患者用药剂量提升 100 倍
  • 相比人工操作,标准差显著降低、误差范围更严格,精度达亚毫米级
  • 彻底杜绝人为污染
  • 可复刻现有已获批的人工流程,避免高昂的重新审批成本

协作性机器人解决的任务:

  • 移液与细胞振荡操作
  • 人类 T 细胞的培养与给养
  • 仪器、耗材及反应盒的搬运操作
  • 执行细胞治疗流程所需的精密操作

已解决的自动化挑战:

  • 制药生产方式低效、依赖人工且呈 “手工匠艺式” 特征
  • 个性化药物缺乏规模化生产能力
  • 人为失误导致污染风险高、产品损耗大
  • 洁净室成本高昂,且人工操作密度低,形成产能制约
  • 经批准的生产工艺若发生重大变更,将面临相关监管障碍

他们是如何做到的

了解Multiply Labs为何选择在UR平台上构建机器人集群
Multiply Labs的解决方案是一个模块化机器人集群,具有多个并行工作的通用机器人手臂

成本降低 74%,给药剂量最高提升 100 倍

Multiply Labs 的解决方案是一套模块化机器人集群,其核心配置为多台优傲机器人机械臂,可实现并行作业;这些机械臂采用顶天立地式堆叠设计,具备防撞功能,能够精准复刻现有的人工流程。

这种机器人解决方案的成效已在与加州大学旧金山分校(UCSF)、斯坦福大学等知名机构合作的同行评审研究中得到严格验证(相关研究链接见页面末尾)。“当我们将这类细胞疗法的传统人工生产流程与执行完全相同操作的机器人流程进行对比时,发现成本降低了约 74%,” 舍巴医疗中心高级生物治疗中心主任、医学博士兼哲学博士乔纳森・埃森斯滕(曾任加州大学旧金山分校医师科学家)表示。他称这一研究结果是在 “以更低成本、更小空间生产这类药物” 方面实现的一次 “巨大飞跃”。

通过省去人工参与环节并允许仪器堆叠摆放,机器人还突破了限制人工操作的空间瓶颈。“据我们估算,每平方英尺洁净室的患者用药剂量最高可提升 100 倍,” 帕列蒂说道。

机器人系统显著减少关键工艺参数的变化。无菌性也大大提高。

彻底杜绝污染

除成本与占地面积优势外,该机器人系统还显著降低了关键工艺参数的波动,相比人工操作,误差范围更为严格,精度达到亚毫米级(0.1 毫米)。无菌性也得到大幅提升。“机器人不会呼吸,也不会触碰任何不该接触的东西,” 帕列蒂表示。这一发现已在研究中得到证实 —— 埃森斯滕博士指出,“我们观察到人工流程中存在污染情况,但在机器人流程中未发现任何污染”。

Multiply Labs的解决方案是一个模块化机器人集群,具有多个并行工作的通用机器人手臂

模仿学习:规模化自动化的未来

Multiply Labs 创新的核心支柱是其 “模仿学习” 技术。该方法确保机器人不会强制推行新流程,而是通过人类专家的操作示范进行学习。Multiply Labs 会要求合作的制药企业拍摄其科学家执行相关任务的视频,这些数据将被输入协作机器人,机器人进而学习并精准复刻科学家在实验室中的操作流程。“只是效率更高、可重复性更强,还能全天候不间断运行,且支持并行作业,” 帕列蒂表示,“这种方法能让我们的协作机器人自主学习 100 项新任务,这正是实现规模化的关键所在。”

当我们将这类细胞疗法的传统人工生产流程与执行完全相同操作的机器人流程进行对比时,发现成本降低了约 74%。这一突破意味着我们能够以更低的成本、更小的空间生产这类药物,堪称一次巨大飞跃。

Jonathan Esensten, 舍巴医疗中心高级生物治疗中心主任
机器人系统显著减少关键工艺参数的变化。无菌性也大大提高。

简化法规合规流程:节省数十年与数十亿美元

该机器人系统能够精准复刻成熟的人工操作方法,这为法规合规提供了一项关键优势。正如埃森斯滕博士所解释的:“如果一家制药公司有经批准的产品,它真的不能对制造过程做出重大改变。通过使用机器人执行已经批准的流程,公司可以避免重新批准一种全新的制造方法,从而有可能'节省数十年和数十亿美元’。”

Multiply Labs的解决方案是一个模块化机器人集群,具有多个并行工作的通用机器人手臂

优傲机器人脱颖而出的原因:类人级性能与生态系统优势

Multiply Labs 明确寻求具备类人级性能的协作机器人。该公司机器人软件负责人纳迪亚・克雷西格洛娃表示,在评估多款产品后,优傲机器人成为了 “毫无争议的优选”。细胞治疗所需的精密操作,绝非简单的三轴 SCARA 机器人所能胜任,这促使她的团队选择了优傲机器人全关节型六轴机械臂。Multiply Labs 进一步将这些机械臂集成至一套带导轨的八自由度系统中,以实现更广阔的运动范围。

机器人系统显著减少关键工艺参数的变化。无菌性也大大提高。

力传感技术与软件集成加速了研发进程

一个关键因素是优傲机器人无可匹敌的集成式力传感技术,该技术能够模拟人类的触觉反馈。这一核心特性对于操作精密且昂贵的组件、避免损坏至关重要。“它为我们节省了数月的研发时间,” 克雷西格洛娃回忆道。她还强调,优傲机器人的软件可与多种控制方案无缝集成,包括功能丰富的 Python 接口。起初她担心示教器的简易界面存在局限性,“但我们发现,优傲机器人提供了多种可靠的控制选项,且配备了详尽的技术文档和在线教程。”

优傲机器人庞大的用户社区与生态系统也被证实具有极高价值。“优傲机器人与 RoboDK、NVIDIA Isaac 仿真平台、人工智能模型等外部工具的兼容性,以及针对定制化末端执行器、视觉传感器和其他组件的现成集成方案,是一项巨大优势,” 帕列蒂表示。

Multiply Labs的解决方案是一个模块化机器人集群,具有多个并行工作的通用机器人手臂

改善全球可及性

Multiply Labs 的机器人集群已部署在商业合作伙伴的设施中。“这些集群展现出了惊人的效率、吞吐量和可重复性水平,” 帕列蒂表示,并将这些机器人描述为具备 “超越人类的性能”。埃森斯滕博士则认为,Multiply Labs 的机器人集群 “将彻底改变我们对这类为患者定制的个性化细胞与基因疗法生产方式的认知,最终改善全球患者对这类疗法的可及性。”

研究

该机器人方案的成效已在与加州大学旧金山分校(UCSF)、斯坦福大学等知名机构合作开展的研究中得到严格验证。

  • 用于自动化、规模化细胞治疗生产的机器人集群研发 (点击此处链接)
  • 在细胞治疗生产任务中,机器人性能可与人类操作者相媲美 (点击此处链接)

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