Robotica nell'industria farmaceutica: cambiamenti da aspettarsi

Quando qualcuno menziona robot, è facile immaginarli negli stabilimenti di produzione di automobili, metalli, semiconduttori ed elettronica. È un po' più difficile immaginare i robot negli impianti di produzione farmaceutica. Tuttavia, i robot vengono integrati nelle operazioni degli stabilimenti farmaceutici a un ritmo vertiginoso. Secondo un rapporto di Grand View Research, la dimensione del mercato globale dei robot farmaceutici dovrebbe crescere a un tasso di crescita annuo composto dell'8,8% tra il 2023 e il 2030.

Questa crescita è comprensibile, poiché l'integrazione dei robot offre benefici eccezionali. Possono semplificare e automatizzare varie attività, aumentando l'efficienza e riducendo i tempi di inattività. I sistemi robotici possono anche minimizzare gli errori umani e i rischi di contaminazione, migliorando la qualità del prodotto e la conformità normativa. Inoltre, sono personalizzabili e flessibili, permettendo ai produttori di adattare i sistemi alle loro reali esigenze. Questi vantaggi sono già stati realizzati in varie applicazioni attuali!

Applicazioni attuali della robotica in ambito farmaceutico

Potrebbe non sembrarti vero, ma i robot sono già stati implementati in diversi impianti farmaceutici per automatizzare compiti semplici. Alcuni di questi compiti includono:

• Pick-and-place: I robot vengono utilizzati per prelevare oggetti da un nastro trasportatore e posizionarli in un'area di lavoro. Questi robot vengono anche impiegati per smistamenti rudimentali—immagina robot che selezionano bottiglie di medicinali di diverse dimensioni e le collocano in aree di lavoro o nastri trasportatori differenti.
• Chiusura delle bottiglie: I robot vengono inoltre utilizzati per chiudere e sigillare le bottiglie di medicinali. Per una persona questo compito è noioso. Un robot può invece eseguirlo facilmente poiché non presenta passaggi complicati, risparmiando tempo.
• Dosaggio: Nella maggior parte degli stabilimenti produttivi, il dosaggio è stato automatizzato. Una macchina dosatrice collegata a un robot viene utilizzata per riempire rapidamente bottiglie di medicinali o siringhe. Poiché il compito è ripetitivo e richiede elevata precisione, l'uso di robot al posto delle persone è più vantaggioso.
• Controllo qualità: I robot vengono impiegati per l'ispezione visiva del prodotto confezionato. Ad esempio, i robot individuano confezioni non completamente riempite o danni fisici sul prodotto, che possono poi essere scartati facilmente.
• Imballaggio ed etichettatura: L'imballaggio del prodotto finale può essere effettuato dai robot, che possono smistare, riempire e sigillare scatole, sacchetti e pallet con i prodotti richiesti. I robot possono anche etichettare l'imballaggio con le etichette appropriate.

Questi sono alcuni dei modi più basilari in cui la robotica e l'automazione possono essere integrate nell'industria farmaceutica, e questi robot vengono già utilizzati nella pratica. Tuttavia, molti altri potenziali casi d'uso devono ancora essere realizzati.

Potenziali nuovi casi d'uso della robotica in ambito farmaceutico

Ecco altri modi in cui i robot possono essere utilizzati nell'industria farmaceutica:

Produzione di farmaci

• Formulazione: I robot possono essere impiegati per miscelare con precisione composti per preparare formulazioni. In tali applicazioni, i robot possono garantire una maggiore accuratezza.
• Riempimento e compressione di compresse: I sistemi robotici possono riempire capsule ad alta velocità utilizzando sistemi di dosaggio automatico. Possono anche comprimere le compresse nelle dimensioni e dosi corrette con elevata precisione.
• Preparazione dei materiali: Per processi che non possono essere automatizzati, i robot possono semplicemente svolgere attività secondarie come spostare le materie prime nell'area di produzione e pesare accuratamente i materiali grezzi.

Controllo qualità

• Ispezione visiva: I robot dotati di telecamere ad alta risoluzione e AI possono ispezionare capsule, compresse, fiale, ecc., per identificare particelle estranee, bolle, crepe e scolorimenti.
• Campionamento: I robot possono campionare la formulazione in varie fasi per il controllo qualità; questo eviterà l'introduzione di contaminazione dovuta ai test manuali.
• Gestione del prodotto: I robot possono rimuovere prodotti difettosi dalla linea di assemblaggio per un'ispezione manuale. Possono anche trasferire campioni tra strumenti, riducendo il lavoro manuale.

Magazzinaggio e logistica

• Sistemi automatici di stoccaggio e recupero: I robot possono automatizzare la gestione dell'inventario nei magazzini, migliorando il tracciamento dei prodotti e l'utilizzo dello spazio.
• Imballaggio degli ordini: I robot possono anche confezionare i medicinali secondo i requisiti di spedizione, riducendo il lavoro manuale.
• Logistica a catena del freddo: I robot possono gestire lo stoccaggio e il trasferimento di prodotti farmaceutici sensibili all'ambiente come vaccini e biologici, garantendo una documentazione coerente della catena del freddo.
• Ordinamento degli ordini: I robot possono selezionare i pacchi in base all’urgenza, alla destinazione, alle rotte di consegna, ai tipi di prodotto, ecc., e trasferirli verso i percorsi appropriati.
• Veicoli autonomi: I robot mobili possono trasferire pallet tra zone di magazzino vicine. Devono essere integrati con telecamere e sistemi GPS per una guida precisa.

Sperimentazioni cliniche

• Preparazione dei farmaci: I robot possono preparare dosi individualizzate per i partecipanti alle sperimentazioni cliniche, specialmente per i partecipanti a studi in doppio cieco.
• Inserimento dati: I sistemi robotici possono assistere nell’inserimento dati in tempo reale durante le sperimentazioni cliniche. Possono inoltre automatizzare la gestione e l’analisi dei dati.
• Gestione dei campioni: I robot possono raccogliere, etichettare e conservare campioni biologici, riducendo errori di scambio e rischi di contaminazione.

Produzione asettica

• Camere bianche: I robot possono essere utilizzati nei processi di produzione asettica. Poiché gli esseri umani sono la principale fonte di contaminazione, l’uso di robot migliorerà significativamente la qualità del prodotto.
• Riempimento del prodotto: I robot possono riempire prodotti che richiedono un riempimento asettico rigoroso, come gli iniettabili. Questo minimizza il contatto umano e la conseguente contaminazione.

Tra gli esperti del settore, queste applicazioni sono ben note, ma non sono ancora state implementate.

Problemi che limitano l’uso della robotica

Ecco alcune delle sfide che limitano l’uso dei robot nell’industria farmaceutica:

Alti costi iniziali

L’integrazione robotica comporta un investimento sostanziale da parte dell’azienda, che potrebbe non essere possibile per molte aziende farmaceutiche piccole e medie. L’integrazione non riguarda solo l’acquisto dei robot; implica anche l’acquisto di software o altre tecnologie che devono essere integrati nei sistemi esistenti per garantire operazioni senza interruzioni.

Investimento sul personale

Come per qualsiasi altra tecnologia, i dipendenti devono essere formati per lavorare con i robot. È necessaria una conoscenza specializzata per operare e manutenere i sistemi robotici, che potrebbe non essere presente nel personale esistente. Pertanto, le aziende devono investire nella formazione dei lavoratori o assumere esperti in grado di soddisfare tali requisiti.

Riprogettazione delle strutture

L’integrazione dei sistemi robotici richiede la riprogettazione delle strutture. Sebbene i robot utilizzino lo spazio in modo efficiente, il loro pieno vantaggio può essere realizzato solo quando sono integrati in modo appropriato. Ad esempio, i robot di prelievo e trasferimento necessitano di percorsi dedicati e privi di ostacoli per operare. Questa riprogettazione è costosa. Inoltre, la struttura deve essere chiusa per un determinato periodo per effettuare le modifiche, e il tempo di inattività potrebbe non essere vantaggioso.

Progettazioni specializzate

Sebbene i robot possano ridurre il rischio di contaminazione, devono essere progettati specificamente. Per esempio, i robot destinati all’uso in camere bianche devono avere superfici facili da pulire e devono essere realizzati con materiali che non crepano e non sfaldano. Trovare robot che soddisfino questi rigorosi requisiti e siano anche accessibili è difficile.

Scarsa flessibilità

I robot sono poco flessibili perché non possono essere facilmente trasferiti da un’operazione all’altra. Adeguare robot vecchi per nuove applicazioni è difficile. Inoltre, potrebbe creare problemi di contaminazione, che non sono facilmente identificabili.

Com’è il futuro?

Per decenni, abbiamo sentito la stessa cosa: I robot sono il futuro! E, sì, potrebbero esserlo. L’integrazione robotica nel settore farmaceutico ha diversi vantaggi. Possono ridurre il lavoro manuale, migliorare la qualità, eliminare errori umani, aumentare l’efficienza, ecc. Tuttavia, questa implementazione è ancora limitata. Anche le grandi aziende farmaceutiche non hanno ancora adottato i robot su larga scala perché è costoso e complesso. I vari casi d’uso descritti qui spiegano come i robot possano apportare reale valore alle operazioni farmaceutiche, e riteniamo che molti di questi casi d’uso si realizzeranno: lentamente, ma alla fine.

Domande frequenti

• I robot devono conformarsi alle linee guida normative?

Sì, i robot devono essere completamente convalidati e devono operare nel rispetto di tutte le linee guida normative applicabili e delle buone pratiche di fabbricazione.

• I robot sostituiranno gli esseri umani nel settore farmaceutico?

No, i robot possono essere usati per automatizzare compiti ripetitivi come l’avvitamento dei tappi. Tuttavia, saranno ancora necessari lavoratori umani per la supervisione, l’ottimizzazione dei processi e la risoluzione dei problemi.

• I robot possono gestire materiali pericolosi?

Sì, i robot sono ideali per gestire materiali pericolosi perché riducono l’esposizione umana e garantiscono la sicurezza.