药物制剂
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药物制剂

    一种药物特别是新开发的新药,选择何种剂型,是摆在研究者面前的首要问题,若剂型选择不当,就发挥不了药物的最后治疗效果,甚至使整个研究失败。在剂型初步确定以后,要进行处方设计和处方的筛选。药物的配方是一门艺术,它将正确的化学组分(主料和辅料)用正确的比例组合在一起,从而得到具有正确性质的最终产品。这个过程所需的信息量和知识大的不可思议,据有关文献报道,60%的配方测试其实是多余的,制剂研究人员的大量时间和精力都浪费在低可能性的方案上,极大地拖延了药品上市的时间,从而影响到企业的竞争力。 对于市场特定的要求,研究人员需要同时满足多个因素,但是这些因素往往是矛盾的,例如产品性能和价格的关系,人们总是希望其性能最好,同时,成本也最低,但是性能好的产品往往价格高,价格低的产品呢性能又比较差。 性能与成本(或者另外一种性能)的关系如下图中红色曲线所示。传统方法进行处方设计如下图所示。当市场对制剂的性能和成本提出要求后,实验者需要作10-100个实验来寻找符合要求的处方A,该处方性能已能够满足市场需求,但是距离具有最佳性能/成本的配方还有一定距离。当市场发生变化时,需要设计者快速改变配方,以适合新市场的要求。此时,安装传统实验方法,又需要做100-1000次实验来确定处方B,此处方仍然距离最佳处方有一定差距。通过以上描述,我们可以发现,采用传统的实验方法,寻找最佳处方需要进行多次实验,且得到的处方性价比不是最佳。

    为了应对上述挑战,Siemyx公司开发了药物配方设计软件DFAS。DFAS采用贝叶斯神经网络和遗传算法来构造统计模型,能够对新的配方进行性能预测和对已有配方进行优化。对于上述相同的市场,DFAS的开发流程如下所示。当市场对药物载体的性能和成本提出要求后,实验者只需要50-500次实验即可,DFAS程序能够对这些实验点进行统计学分析,从中找出性能/成本最佳的处方点曲线(如蓝色点所示),并根据市场需求,从曲线上找出最佳处方点(用绿色五角星表示)。当市场变化后,不需要重复进行实验,只需要从最佳处方曲线上找到符合新市场要求的处方即可,大大地缩短了产品上市的周期,为企业赢得市场创造了良机。
 

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