Pipetage protégée par robot tout en étant flexible

Dans la cellule de pipetage innovante, un Stäubli TX2-60L en version Stericlean est utilisé. (Copyright : ESSERT Robotics)

Les robots Stäubli Stericlean peuvent fonctionner en permanence dans des environnements de production aseptiques. Ainsi, ils ouvrent de nouveaux horizons à la robotique. (Copyright : Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

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En tant que tâche répétitive devant respecter de hautes exigences en matière d'hygiène, la pipetage dans la recherche pharmaceutique est parfaitement adaptée à l'automatisation assistée par robot. Il devient difficile lorsque, en plus, une flexibilité est souhaitée, car il faut manipuler des contenants source et destination de tailles différentes. ESSERT Robotics s'est attaqué à ce sujet et a développé la première solution robotique entièrement automatisée et en même temps flexible pour le pipetage et l'aliquotage. Un robot Stericlean de Stäubli joue un rôle central dans cette solution.

Dans la recherche ainsi que dans la fabrication de produits pharmaceutiques, le pipetage et l'aliquotage de substances jouent un rôle déterminant. Lors de cette activité répétitive, il est nécessaire de respecter des exigences strictes en termes de timing et de sécurité, et elle doit se dérouler dans des conditions stériles.

C'est pourquoi des solutions entièrement automatisées se sont imposées dans la recherche pharmaceutique, développées à partir d'équipements de laboratoire existants.

Jusqu'à présent, l'automatisation rencontrait des limites lorsqu'il ne s'agissait pas simplement de tâches répétitives. Par exemple, si le pipetage devait être effectué à partir de contenants petits ou grands (ou à l'intérieur de ceux-ci), la nécessité d'un opérateur humain persistait et persiste encore.

Innovant : robot avec pipette électronique

ESSERT Robotics, spécialiste des solutions d'automatisation flexibles basé à Bruchsal, a maintenant développé une cellule robotique innovante pour précisément cette gamme de tâches. La solution consiste en un robot à six axes de Stäubli, équipé d'une pipette électronique, qui réalise les opérations de manipulation dans la zone de travail d'une hotte de sécurité microbiologique.

Il ne s'agit en aucun cas d'un robot « ordinaire » de l'automatisation industrielle, mais d'un robot Stericlean de Stäubli. Cette gamme – ici, un modèle compact TX2-60L Stericlean – a été spécialement conçue pour fonctionner dans des zones de production aseptiques de classe A.

Conçu pour une utilisation en environnement aseptique

La conception entièrement encapsulée du robot, la fabrication des pièces soumises à de fortes contraintes en acier inoxydable, et un traitement de surface spécifique créent les conditions permettant aux robots TX2 Stericlean de fonctionner durablement dans des zones de production aseptiques. Ils sont conformes aux GMP et respectent les normes ANSI/RIA R15.06. De plus, ils répondent aux exigences élevées de l'AAP. Grâce à ces caractéristiques, ils garantissent une protection complète des produits qu'ils manipulent, emballent ou pipettent.

Ce qui signifie : il est possible d'automatiser des processus stériles où l'utilisation de robots standard serait totalement impossible – par exemple lors du pipetage. Autre point fort : avec la technologie brevetée d'entraînement JCS de Stäubli, il est possible de satisfaire durablement aux exigences élevées de précision lors du pipetage.

Pipetage sur une hotte de sécurité microbiologique

Avec ce robot comme composant central, ESSERT a développé un système d'automatisation pour la technique de laboratoire offrant une flexibilité jusqu'ici inégalée. La manipulation et le pipetage se déroulent sur une hotte de sécurité microbiologique de classe II de Weiss Pharmatechnik, spécialement conçue pour cette application. Elle répond aux exigences de la norme DIN EN 12469 (« Biotechnologie - Critères de performance pour les hottes de sécurité microbiologique ») et offre un air pur de classe ISO 5 selon ISO 14644-1 ou une classe d'air propre A selon EU-GMP Annex 1 (conditions aseptiques).

De plus, les zones de contamination situées sous la surface de travail sont maintenues en dépression grâce à un flux entrant de 0,5 m/s, empêchant toute particule de sortir de la zone de travail. L'air nécessaire est extrait de la pièce d'installation et rejeté en haut du toit de la hotte via un filtre HEPA.

Pipetage flexible – avec des contenants allant de quelques millilitres à deux ou trois litres

Ceci concerne la description de l’environnement dans lequel se déroule le pipetage entièrement automatisé – et flexible – innovant. L’innovation centrale réside dans la capacité du robot Stäubli à accéder à plusieurs contenants source et destination de tailles différentes – avec un volume allant de quelques millilitres à 2 ou 3 litres. Une telle automatisation flexible est par exemple souhaitée lorsque de petites quantités doivent être pipetées sans délai pour optimiser le flux de travail en laboratoire. De plus, cela minimise le risque d’introduction de contaminations extérieures dans le processus.

Presque tout est possible : prélèvements sur des médias congelés, décapsulage automatique…

Selon l’application, le TX2-60L de Stäubli peut également répartir le matériau à pipetter sur plusieurs contenants cibles, c’est-à-dire aliquoter. Si nécessaire, un préhenseur électrique peut également retirer des contenants contenant des médias congelés d’un congélateur ultrafroid intégré.

Après un temps de décongélation défini, le robot prélève le média avec la pipette et en prélève des échantillons dans les contenants prévus. Selon le cas d’utilisation, un décapsuleur automatisé permet d’augmenter le débit. En option, les échantillons peuvent être étiquetés entièrement automatiquement. La vitesse de travail élevée du robot garantit un débit élevé et une productivité maximale.

Les exigences GMP intégrées sont respectées

Le système d’exploitation OS d’ESSERT utilise des fonctions éprouvées de traçabilité d’audit et de gestion de la qualité PM, garantissant le respect total des exigences GMP. Grâce à un positionnement précis de la pipette sur le bras du robot et à plusieurs vérifications, une qualité de processus très élevée est assurée. La solution entière est en acier inoxydable et répond à toutes les exigences d’un processus hygiénique. Son design compact permet également d’économiser un espace précieux en laboratoire.

Conclusion : une nouvelle efficacité dans l’automatisation de laboratoire

Avec le système de pipetage entièrement automatisé développé par ESSERT Robotics, l’utilisateur peut réaliser une grande variété d’activités de laboratoire nécessitant une certaine flexibilité, de manière totalement indépendante de l’opérateur et à tout moment. La machine fonctionne précisément quand elle est nécessaire, permettant de satisfaire en temps voulu les processus en aval.

Les erreurs manuelles, une utilisation inefficace du personnel, les risques de contamination pour les personnes et les médias, ainsi que les temps d’arrêt dus à un démarrage manquant ou défectueux appartiennent désormais au passé – et la robotique a conquis un autre domaine (flexible) dans le secteur stérile de l’industrie pharmaceutique.