18/02/2021
Door Ad Spijkers
Snel testen is belangrijk om de verspreiding van het coronavirus tegen te gaan. Wilder Systems in Austin (Texas) heeft een gerobotiseerd sneltestsysteem ontwikkeld.
Een tekort aan testen is een van de grootste uitdagingen geweest bij de bestrijding van de COVID-19 pandemie. Testfaciliteiten hebben vaak een tekort aan personeel om monsters te analyseren en resultaten te verstrekken. In heel 2020 werden Amerikanen om deze redenen weggestuurd van testcentra.
Het robotsysteem van Wilder Systems pakt een van de grootste uitdagingen aan bij het testen op COVID-19: het gebrek aan voldoende personeel om monsters te analyseren en testresultaten te leveren. Snel testen op COVID-19 is van vitaal belang geworden om de verspreiding ervan tegen te gaan. In heel 2020 werden Amerikanen uit testcentra geweerd wegens de beperkte laboratoriumcapaciteit om de stalen te analyseren.
Snel testen
Mensen die het geluk hadden getest te kunnen worden, moesten vaak een week of langer wachten op hun resultaten, waardoor die in feite onbruikbaar werden. De apparatuur voor de kwantitatieve identificatie van nucleïnezuren van infectueuze organismen is in de meeste ziekenhuizen en universiteiten aanwezig, maar er zijn niet genoeg laboranten om de apparatuur op volle capaciteit te laten werken. Door dit proces met behulp van robotica te automatiseren, krijgen meer mensen toegang tot de tests en kunnen de resultaten van die tests sneller beschikbaar worden gesteld.
Wilder Systems en het Advanced Robotics for Manufacturing Institute (ARM) in Pittsburgh werkten aan een applicatie waarin collaboratieve robots een rol kunnen spelen bij het oplossen van dit tekort. Ze hebben een robotsysteem gebouwd om snelle COVID-19-tests te automatiseren, waardoor meer mensen zich kunnen laten testen en hun resultaten sneller zouden kunnen ontvangen.
Het systeem kan in elk laboratorium worden ingezet en kan met minimale menselijke tussenkomst continu testmonsters uitvoeren. Een doorsnee klein laboratorium kan ongeveer drie cycli per dag draaien van 94 monsters per shift van acht uur, of 280 tests per dag. Het Wilder-systeem kan 24 uur continu draaien met minimaal toezicht van een technicus en tot 2000 monsters per dag verwerken met hetzelfde aantal personeelsleden en testapparatuur, een toename van een factor zeven. Tests die met het systeem in Austin worden uitgevoerd, garanderen patiënten binnen 24 uur resultaten.
Robot versnelt laboratoriumonderzoek
Het Wilder Dx-systeem maakt gebruik van een op speeksel gebaseerde test, het polymerase kettingreactie (PCR) protocol, dat is gebaseerd op de door Yale ontwikkelde SalivaDirect-methode. Het systeem bevat een zevenassige cobotarm van Productive Robotics, gerobotiseerde vloeistofverwerkers voor het op plaatjes uitstrijken van de inhoud van verzamelbuisjes, PCR-testvoorbereiding, een RT-qPCR-analysator, een bak voor gevaarlijk afval en de nodige besturingssoftware. Een technicus begint het testproces door het monster in een reageerbuis te doen, waarna het robotsysteem het verwerkt.
Een doorsnee testlaboratorium draait drie cycli per dag 94 monsters per ploeg van acht uur, ofwel 280 tests per dag. Het robotsysteem kan 24 uur continu draaien en tot 2.000 monsters per dag verwerken met hetzelfde aantal personeelsleden en dezelfde PCR-apparatuur, wat een toename me een factor zeven betekent. Tests die met het systeem in Austin worden uitgevoerd, garanderen patiënten binnen 24 uur resultaten.
Ontwikkeling
ARM selecteerde in september 2020 negen technische projecten om de Amerikaanse industrie te helpen zich te herstellen van de aanhoudende COVID-19 pandemie. Het Amerikaanse ministerie van Defensie, dat de financiering verstrekt, heeft urgente gebieden vastgesteld waaronder diagnostiek, medische zorg en tegenmaatregelen, niet-medische persoonlijke beschermingsmiddelen en andere benodigdheden. Het gerobotiseerde systeem werd in minder dan vijf maanden ontwikkeld.
Robots worden erkend als een waardevolle technologie voor bestrijding van het COVID-19 virus, of het nu gaat om sanitaire voorzieningen, de productie van persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of testen. Het robotsysteem dat door Wilder Systems is ontwikkeld, wordt gezien als een essentieel onderdeel om de Verenigde Staten te helpen het virus te beheersen en te beperken.
Foto: Wilder Systems