Médicament : personnalisé – Remplissage : automatisé

La nouvelle conception peut être automatisée pour remplir jusqu'à sept flacons par minute, voire plus à l'avenir.

Pharmabotix a développé, avec le module CryoFiller, un concept pour le remplissage automatisé de flacons cryogéniques pour le domaine de la thérapie cellulaire et génique.

La manipulation des fioles cryogéniques est assurée par un robot industriel conforme aux normes d'hygiène, le Motoman HD8 de Yaskawa, équipé d'une pince électrique.

Les cryo-flacons sont fournis dans un rack ou par un système d'alimentation flexible et manipulés par le robot.

La médecine personnalisée représente une transformation fondamentale pour l'industrie pharmaceutique et biotechnologique, qui est orientée vers la production de grandes quantités. Pharmabotix développe des solutions d'automatisation et de robotique pour le remplissage de lots plus petits, comme c'est le cas en thérapie cellulaire et génique. L'entreprise suisse mise également sur un robot industriel conçu pour l'hygiène, le Motoman HD8 de Yaskawa.

Les progrès en thérapie cellulaire et génique permettent que les traitements – et donc aussi les médicaments – soient adaptés individuellement à chaque patient ou patiente. Cela s'appelle les médicaments de thérapie avancée – ou ATMPs – ou médicaments pour thérapies innovantes : des cellules vivantes ou des gènes défectueux sont prélevés sur le patient, traités en laboratoire, puis réadministrés. Ainsi, il est possible de traiter ou de prévenir des maladies, voire de régénérer et de remplacer des tissus ou organes endommagés.

« La médecine personnalisée implique que les lots de produits biopharmaceutiques deviennent de plus en plus petits et ne sont pas toujours remplis dans des flacons ou seringues traditionnels », explique Fabian Stutz, PDG de Pharmabotix. Son entreprise, basée à Seengen en Suisse, est spécialisée dans les solutions robotiques et d'automatisation pour l'industrie pharmaceutique. Sous la marque « Sally », Pharmabotix commercialise différents modules pour le marché de la thérapie cellulaire et génique ainsi que pour le secteur de laboratoire.

Remplissage automatisé jusqu’à sept cryo-flacons par minute

Pour les petites séries, l'industrie pharmaceutique privilégie largement les processus manuels. Ce qui est intensif en personnel. Le processus complexe nécessite également des employés très qualifiés et la qualité dépend fortement de la personne en charge. « De plus, ces processus de production sont difficiles à faire évoluer commercialement et à intégrer dans la production de masse », explique Fabian Stutz.
C'est pourquoi Pharmabotix a développé pour Sally un concept de remplissage automatisé de cryo-flacons dans le domaine de la thérapie cellulaire et génique. La spécification : le module CryoFiller doit pouvoir remplir automatiquement jusqu’à sept flacons par minute.

Les cryo-flacons sont des contenants en plastique résistant au froid, utilisés pour stocker des échantillons biologiques ou des cellules dans de l'azote liquide à -196°C, afin de garantir la stabilité et la qualité des échantillons. Contrairement aux flacons classiques, ils sont fermés avec un bouchon à vis plutôt qu’un bouchon en caoutchouc et un capuchon en métal.

Le bon bouchon pour chaque flacon

Le fondement du CryoFiller est un système de remplissage de table Labworx de Groninger, l’un des plus grands fabricants mondiaux d’installations de remplissage. Les cryo-flacons sont fournis dans un rack ou via un système d’alimentation flexible. Un ou plusieurs systèmes de vissage – selon le délai de cycle – ouvrent les flacons, ils sont remplis de manière automatisée, puis refermés. La manipulation des cryo-flacons est assurée par un Motoman HD8 de Yaskawa avec un préhenseur électrique.

L’ensemble de la cellule respecte les réglementations strictes pour les salles blanches des classes GMP A et B, ce qui la classe pour la fabrication de produits aseptiques. Les cryo-flacons sont également stériles. Cela a posé un défi particulier aux développeurs de Pharmabotix : « Pour garantir l’intégrité du produit et une traçabilité sans faille, il faut remettre le bouchon correspondant sur chaque flacon après le remplissage », explique Fabian Stutz.

Design hygiénique pour la classe de salle blanche la plus élevée

L'équipe de Pharmabotix avait des exigences claires pour le robot du CryoFiller. Entre autres, il devait pouvoir être nettoyé avec des produits industriels courants et décontaminé avec du peroxyde d'hydrogène (H2O2). « Pour nous, seul le Motoman HD8 de Yaskawa était envisageable. Nous avons donc contacté directement Yaskawa, ce qui nous a permis de passer par le représentant suisse SwissDrives, qui a fourni le robot », raconte Fabian Stutz.

Avec la nouvelle gamme Motoman HD, Yaskawa a récemment lancé deux robots à 6 axes haute performance, répondant aux exigences élevées de l'industrie pharmaceutique et d’autres secteurs sensibles à l’hygiène : ils sont adaptés à une utilisation dans des zones hygiéniques jusqu’à la classe GMP A.

Le HD signifie « Hygienic Design ». Ce dernier a été développé en collaboration avec l'institut Fraunhofer allemand pour la technologie de la production et l'automatisation IPA. Tous les câbles d’application et conduites de médias passent à l’intérieur du boîtier. Le design est également arrondi et sans zones mortes, sans vis externes, fentes ou angles rentrants. Le Motoman HD8 est ainsi facile à nettoyer, avec tous les désinfectants et mesures courants. La surface la plus résistante est également très lisse, empêchant l’accumulation de particules de saleté ou de micro-organismes. Grâce à la classe de protection IP69K, il est idéal pour les environnements de laboratoire, humides et salles blanches.

Interface conviviale

Pharmabotix utilise l’interface standard SRCI (Standard Robot Command Interface). Elle permet une programmation rapide et simple des mouvements du robot directement dans le PLC. L’utilisateur peut ainsi se déplacer dans l’environnement IEC-61131 sans connaissances particulières en commande robotique et utiliser l’interface utilisateur familière pour piloter le robot. En même temps, tous les avantages intrinsèques de la commande robotique sont conservés : la cinématique de mouvement est calculée par la commande du robot, garantissant une haute qualité de mouvement. SRCI n’est pas limité à un automate ou bus de terrain spécifique.

Pharmabotix utilise la plateforme Siemens WinCC Unified. « C’était une condition essentielle que le Motoman HD8 soit compatible avec la commande Siemens. Car la manipulation de Sally doit être aussi simple et intuitive que possible, via un seul panneau. Dans un environnement réglementé, cela présente un autre avantage : il ne faut tester qu’un seul système de contrôle – avec moins d’efforts et de coûts », explique Fabian Stutz.

Proche de la vision avec le Motoman HD8 pour Sally

Le concept du module CryoFiller pour Sally a été présenté aux utilisateurs potentiels lors d’un atelier en tant que « proof of concept ». Les retours ont été globalement très positifs. Pharmabotix continue de développer le système pour qu’il réponde notamment aux exigences de l’Annexe 1 du GMP de l’UE. Celle-ci définit les exigences pour la fabrication de médicaments stériles dans l’UE.
Pharmabotix souhaite positionner Sally comme une plateforme modulaire pour divers processus automatisés dans le domaine cellulaire et génétique, avec des robots comme élément central de manipulation. « Avec Yaskawa, SwissDrives et l’utilisation du Motoman HD8 dans le module CryoFiller, nous avons fait un pas important vers cette vision », conclut Fabian Stutz.