視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)化藥瓶，注射器灌裝

藥物灌裝設(shè)備適應(yīng)藥物容器的形狀和大小，所以短運(yùn)行可以以最小的停機(jī)時(shí)間處理。塔科馬公司的自動(dòng)化系統(tǒng)（AST）已經(jīng)開發(fā)出一種新的視覺功能的柔性機(jī)械灌裝系統(tǒng)，可以處理廣泛的容器類型和大小，并可以切換從一個(gè)尺寸或類型到另一個(gè)在30分鐘左右。康耐視公司的視線中的顯微視覺系統(tǒng)是用來精確定位每個(gè)容器和塞子并提供機(jī)器人這些位置之前的處理。

通常用來填充瓶機(jī)，制藥廠商注射器和其他容器依靠專用的具有硬的機(jī)械自動(dòng)化。因此，該機(jī)械通常是能夠只填充一種類型的容器。這是可以接受的生產(chǎn)長期運(yùn)行使用一個(gè)容器，但不靈活時(shí)，制藥企業(yè)需要在多個(gè)類型相同的藥品包裝容器，如瓶、注射器、靜脈注射（IV）袋。其他“短期”的需求包括產(chǎn)品包裝的臨床試驗(yàn)，生產(chǎn)規(guī)模較小的，個(gè)性化的藥物。由于大多數(shù)的自動(dòng)灌裝系統(tǒng)依賴于精確定位到每個(gè)容器的大小和類型獨(dú)特，填充不同的容器格式要求制造商購買多個(gè)灌裝機(jī)，或者忍受漫長的轉(zhuǎn)換容器類型之間切換時(shí)。

塔科馬公司的自動(dòng)化系統(tǒng)（AST）已經(jīng)開發(fā)出一種新的視覺功能的柔性機(jī)械灌裝系統(tǒng)，可以處理廣泛的容器類型和大小，并可以切換從一個(gè)尺寸或類型到另一個(gè)在30分鐘左右。在過去的asepticell視覺系統(tǒng)，使機(jī)器人“看到”他們填補(bǔ)藥品容器，使ARM終端工具可以填補(bǔ)和塞子的容器沒有要求他們進(jìn)行精確定位。這個(gè)機(jī)器人灌裝系統(tǒng)的靈活性可以大大減少需要處理任何需要頻繁更換產(chǎn)品的成本和空間，如臨床前和臨床產(chǎn)品，個(gè)性化藥物，孤兒藥、疫苗等。

 

傳統(tǒng)的填充限制

在制藥行業(yè)使用的傳統(tǒng)的灌裝設(shè)備允許集裝箱大小的變化，但沒有別的。例如，果一個(gè)合同生產(chǎn)組織（CMO）希望填補(bǔ)瓶的能力，他們會(huì)購買直板式灌裝系統(tǒng)，能夠填充多種尺寸的小瓶只。CMO將不能使用這一系統(tǒng)來填充注射器或輸液袋，從而需要大量的持續(xù)的資本投資來擴(kuò)大他們的生產(chǎn)能力。AST是由生命科學(xué)研究公司要求開發(fā)一種替代傳統(tǒng)的醫(yī)藥灌裝機(jī)械。該公司希望一臺(tái)機(jī)器，可以填補(bǔ)和完成所有他們的小規(guī)模的臨床試驗(yàn)產(chǎn)品在一個(gè)單一的靈活的平臺(tái)。

基本概念是一個(gè)系統(tǒng)，位置準(zhǔn)備使用“巢”的一個(gè)特定的容器內(nèi)的兩個(gè)機(jī)器人的操作信封?？的鸵暪镜囊暰€中的顯微視覺系統(tǒng)是用來精確定位每個(gè)容器和塞子并提供機(jī)器人這些位置之前的處理。這種方法允許快速轉(zhuǎn)換從一個(gè)容器類型或大小到另一個(gè)加載一個(gè)新的機(jī)器人程序，更換產(chǎn)品載體，并指示機(jī)器人改變臂模具的結(jié)束。該系統(tǒng)使用一次性材料的所有過程中的接觸部分，這也減少了轉(zhuǎn)換時(shí)間，并消除交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

在開發(fā)AseptiCell最大的挑戰(zhàn)是整合機(jī)器人視覺系統(tǒng)以提供由應(yīng)用所需的高水平的準(zhǔn)確性和速度。  

康耐視的In-Sight微型系統(tǒng)配備了預(yù)配置的驅(qū)動(dòng)程序，就可以使用模板和樣本代碼，適用于大多數(shù)的機(jī)器人交流?？的鸵曔€支持無故障連接到PLC和廣泛的自動(dòng)化設(shè)備中最常用的開放標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。康耐視的In-Sight 1100微提供60毫米×30毫米測(cè)量只有30毫米的外殼640 x 480像素的分辨率。它也包括一個(gè)非線性校正工具使得能夠在從物體到45度的角度安裝到被檢查?？的鸵暱萍贾С忠蕴W(wǎng)供電（PoE），提供單一標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電纜電源和網(wǎng)絡(luò)通信。

 

機(jī)器人灌裝系統(tǒng)的工作原理

該AseptiCell被設(shè)計(jì)用于填充和完成預(yù)先滅菌的注射器，小瓶，輸液袋等準(zhǔn)備使用的容器和醫(yī)療器械。這種多功能的能力，通過消除對(duì)灌裝前的容器和瓶塞的洗滌，去除熱原，滅菌要求上游設(shè)備的需求既省錢又潔凈室空間。該容器購買的無塵，無菌，隨時(shí)使用，具有產(chǎn)品容器由兩個(gè)材料無菌層包裹每個(gè)浴缸。算移除一個(gè)無菌層當(dāng)容器被帶入潔凈室，并且當(dāng)容器被裝載到機(jī)器中的第二層被去除。

容器和塞子組件的準(zhǔn)備使用的浴盆包含夾具稱為“巢”即保持在直立位置的每個(gè)容器和塞子填充和塞放置。使用無菌手套口，操作者除去從桶巢和置于其上的AspetiCell的材料入口區(qū)域的轉(zhuǎn)臺(tái)輸送機(jī)。密封無菌處理區(qū)域的門自動(dòng)打開和材料移動(dòng)到該區(qū)域中。

在無菌處理區(qū)域兩史陶比爾機(jī)器人包含所有必需的模具：填容器，用氮?dú)馓畛?，以避免滲入，申請(qǐng)塞子清除氧的容器中，并熱密封IV袋。作為兩個(gè)機(jī)器人由機(jī)器人程序之間的期望的處理任務(wù)可以由此分?jǐn)偂?nbsp;AST設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有內(nèi)置的冗余，所以如果一個(gè)機(jī)器人應(yīng)該往下走，機(jī)器仍能滿負(fù)荷的50％使用功能機(jī)械臂操作。

每個(gè)機(jī)器人移動(dòng)到所述第一止動(dòng)器的近似位置，然后對(duì)容器進(jìn)行處理?？的鸵暤?/span>In-Sight微1100視覺系統(tǒng)采集的每個(gè)圖像。細(xì)圓工具被用來確定容器和塞子的準(zhǔn)確位置，然后報(bào)告的位置（相對(duì)于所述機(jī)器人的工具中心位置）到機(jī)器人控制器。

注射器表示由于注射器塞的位置最大的機(jī)器視覺的挑戰(zhàn)。有把塞子的注射器內(nèi)兩種成熟的方法：機(jī)械和真空位置。機(jī)械止動(dòng)件安置，更具挑戰(zhàn)性的兩個(gè)，需要放置一個(gè)薄壁不銹鋼吸管同心注射筒的內(nèi)部與兩者之間最小間隙，并使用一個(gè)推桿通過它推制動(dòng)器。的視覺系統(tǒng)精確地定位在容器的位置上，以便不刮注射器或，側(cè)壁更糟糕的是，損壞或者與稻草打破它。如果一直需要更高的精度，它可能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與其他幾個(gè)康耐視視覺系統(tǒng)的機(jī)型，提供1,200像素的分辨率1600之一。

機(jī)器人控制器將每個(gè)容器和塞子由視覺系統(tǒng)提供的位置信息來精確地定位在機(jī)器人手臂后續(xù)操作的幾個(gè)子工具。對(duì)小瓶填充，填充子工具分注無菌藥物產(chǎn)品進(jìn)入小瓶中。然后，在臂的端部另一子工具拾起一個(gè)塞子和其放入小瓶的口。第三子工具適用的鋁壓邊蓋與翻蓋關(guān)閉帽，密封塞的小瓶中。

每個(gè)集裝箱已經(jīng)被填充和密封后，轉(zhuǎn)盤輸送帶指標(biāo)成品到原料出口區(qū)域（見圖示）。當(dāng)正在處理的容器的窩，操作者通過在材料出口區(qū)域中的材料的入口區(qū)之間的屏障的浴盆。在操作者將包含成品容器放回桶從系統(tǒng)中取出之前的巢。

以改變從一種類型的容器到另一個(gè)時(shí)，操作者去激勵(lì)的機(jī)器人，則以結(jié)束臂的機(jī)器人工具無菌處理區(qū)域內(nèi)，使工具上的無菌流體連接。然后，操作員將安裝的產(chǎn)品要填充的產(chǎn)品的載體，并選擇從所述觸摸屏界面的適當(dāng)?shù)某绦?。機(jī)器人會(huì)自動(dòng)改變工具使操作者永遠(yuǎn)需要得到接近機(jī)器人或無菌容器和塞組件。

 

處理有效的化合物

該AseptiCell非常適合于處理高活性和有效的化合物，如那些用于細(xì)胞毒性癌癥療法和疫苗。該AseptiCell設(shè)計(jì)可以保護(hù)暴露在活性藥物成分的風(fēng)險(xiǎn)制造人員，并消除產(chǎn)品污染的最大潛在來源：在灌裝系統(tǒng)的人接觸。所有的處理操作密封外殼稱作隔離內(nèi)預(yù)制。

一個(gè)視覺引導(dǎo)機(jī)器人灌裝系統(tǒng)“為任何組織希望增加其產(chǎn)品和容器灌裝能力，而無需購買專用于特定產(chǎn)品或容器類型多臺(tái)機(jī)器最簡單的解決方案，”拉塞爾說。在這種情況下，該解決方案適合在12 - 16英尺的潔凈室，成本遠(yuǎn)低于它所替代的機(jī)器。