在进行临床试验之前，制药公司如何才能最准确地预测潜在药物的功效，并确定最有希望的给药方案?
诺华建模与仿真小组的研究人员使用MathWorks产品开发模拟，帮助回答这些难题。下载188bet金宝搏
诺华公司的高级科学家Brian Stoll说:“MathWorks工具使我们能够在临床试验前模拟给药方案，从而帮助我们简化开发过程。”
诺华加快模型开发进程
挑战
将现有稀疏实验数据的分析与计算模型相结合，促进和简化药物开发过程
解决方案
使用MathWorks工具建模和模拟生物系统和潜在药物化合物的相互作用
结果
- 模型开发的
- 通过模型重用和协作提高了生产率
- 紧迫的最后期限始终得到满足
“在我们的行业中拥有一个单一的、广泛使用的软件包，它具有解决常微分方程的许多能力，以及优化和统计能力，这是非常有价值的。这就是我们使用MathWorks工具的原因。”
安娜Georgieva,诺华
诺华口服药物的实验和模型预测组织浓度随时间变化的比较
挑战
诺华的建模和模拟小组为研究人员提供广泛的服务，包括使用数学模型模拟生物系统，以优先选择候选药物，并为临床研究推荐剂量。
诺华公司的高级科学家安娜·格奥尔基耶娃说:“当我们不能直接测量时，我们使用模型来预测人类。”“这是一种整合现有数据并指导临床试验的方法。”
这些模型通常包括一组已知参数，如组织体积和血流速率，以及一组未知参数，如吸收速率和分配系数。对于诺华来说，要得到有用的结果，需要建立准确的模型，寻找未知参数的值，并估计它们的不确定性。
为了实现他们的目标，团队需要一个灵活的、集成的建模环境，以支持快速仿真、优化和统计分析。这种环境必须提供对广泛功能的方便访问，包括符号数学和常微分方程工具。
解决方案
诺华制药使用MATLAB®和仿真软金宝app件®建立基于生理的药代动力学(PBPK)模型，描述动物物种或人类随时间的药物摄取和分布情况。
他们使用一个常微分方程系统，以及一组相关的变量和参数来创建这些PBPK模型。
“为了解决我们的常微分方程系统，MATLAB中的算法比我使用过的其他软件包更健壮，”Stoll解释道，他补充说，Simulink简化了模型开发过程，促进了协作。金宝app“有了Sim金宝appulink，你可以从生理上图形化地组织身体的器官。这让我们更容易向具有生物学专业知识的人解释我们所做的事情。”
在PBPK模型中寻找未知参数的值是一个三步过程。首先，该团队利用对未知参数的有根据的猜测，从模型中生成预测。接下来，他们使用全局优化工具箱和优化工具箱™将这些预测与实验测量数据进行比较，并找到描述数据的参数的最佳值。一旦他们找到了最好的参数值，他们使用统计学和机器学习工具箱™进行参数正性和不确定性分析。
诺华团队认为，MathWorks工具在药物开发过程中的作用可能会在未来几年扩大。
斯托尔说:“我们支金宝app持将计算模型集成到药物开发过程的各个方面。”“MathWorks产品的适应性和多功能性是一个绝对的优势。下载188bet金宝搏这些产品使我下载188bet金宝搏们能够应对各种各样的挑战。”
结果
模型开发的．“我比较了使用高级Fortran编辑器和调试器开发PBPK模型所需的时间与使用Simulink所需的时间，”Stoll解释说。金宝app“在Si金宝appmulink中，相同的模型大约需要三分之一的时间来开发。”
通过模型重用和协作提高了生产率．斯托尔说:“我们可以通过改变参数，快速定制特定化合物或生物系统的模型。”“MATLAB在我们行业的广泛使用也促进了与其他研究人员的合作。”
紧迫的最后期限始终得到满足．诺华预计，建模和仿真小组将在两到三周内完成并优化某些特定化合物的模型。Georgieva指出:“在我们创建模型之后，典型的优化运行不超过一分钟，因此我们可以使用MATLAB轻松地满足我们的期限。”
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