计算机建模技术能够提高效率和准确性,促进创新,从而彻底改变药物的开发和生产模式。这些工具借助人工智能、机器学习、生物信息学、分子动力学模拟和系统生物学技术,有助于加速新药开发、优化处方、确保生产质量、简化注册申报过程,还能降低成本并加快新药上市。
赛默飞提供各种先进的计算建模和数字建模服务(统称为“工程化解决方案”),通过加深对不同产品参数的理解来帮助客户做出更明智的决策,从而为药物开发提供全面支持。
这些解决方案融合了专有技术和行业标准技术,有助于降低药物开发各阶段的风险并加快开发速度。具体应用包括:
赛默飞工程化解决方案的优势:
由人工智能、机器学习和其他创新技术驱动的数字建模正通过提高效率和精度、降低风险以及加快进度,改变药物开发的各个阶段。
70% 至 90% 的在研新化学实体面临溶解度低的问题,从而影响生物利用度。解决这些问题需要了解药物递送机制和赋形剂功能。要尽早考虑处方策略来提高生物利用度和溶解度,以免日后出现代价高昂的错误。赛默飞专有的 Quadrant 2 溶解度和生物利用度增强平台是用于药物早期开发的诊断工具,可使用计算机对处方进行预测,与试错法相比,耗费的时间和成本更低。
Quadrant 2平台
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确定药品有效期是监管机构对药品的要求,也是决定采用何种包装时的重要考虑因素。
预测性加速稳定性试验可通过推断短期研究的结果来表征原液或制剂的长期稳定性,这些短期研究测量、跟踪并定量表示稳定性的属性,如降解、热性质、结晶度、颜色、黏度和粒度。
加速稳定性试验 (ASAP) 所用的计算方法是快速准确预测片剂、胶囊剂、软胶囊、中间体、颗粒剂、混合物、溶液和悬浮液的产品有效期和包装方案的有力工具。
全球范围内已普遍接受在早期临床试验(IND 和 IMPD)中使用稳定性预测模型。这些数据还用于新药上市申请 (NDA),目的如下:
上市后应用包括证明减少保护包装和接受发货后偏差的合理性。
采用质量源于设计 (QbD) 的药物剂型开发方法时,需要仔细表征和了解产品和工艺的性能和局限性。
计算机过程建模提供压实模拟、离散元建模 (DEM) 和计算流体力学 (CFD) 等先进技术,适用于从材料表征和处方开发到工艺放大和技术转移的多种应用。
压实模拟技术可用于快速评估物料的压实行为,同时节省物料。压实模拟器由计算机控制,能够实时精确模拟各种滚压机或旋转压片机的压缩动力学,并在相同的生产条件下对多种工艺进行评估。为了最大限度降低生产风险,需要进行压实模拟研究来实现下列关键目标:
离散元建模 (DEM) 是了解加工过程中的粉体行为和设计放大策略的另一有力工具。通过对粉体系统中颗粒动力学的机制理解,DEM 与计算流体力学 (CFD) 相结合,可为锅包衣、喷雾干燥、流化床加工和连续生产等制药单元操作提供关键信息。
若要实现合理的药物发现,则需要尽早评估影响候选药物成功完成临床前、临床和商业化开发阶段的各种因素。专注于吸收、分布、代谢与排泄-药代动力学 (ADME-PK) 的数字模型已成为重要的药物开发工具。这些模型提升决策质量,优化开发过程,因而能够带来显著效益。这些计算模型能够预测和模拟候选药物的药代动力学行为,在早期开发阶段提供关键信息。
ADME-PK 模型的主要应用包括: