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?
诺华公司建模与仿真小组的研究人员使用MathWorks产品开发有助于回答这些难题的仿真。s manbetx 845
“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，”诺华公司的高级科学家Brian Stoll说。
诺华加速模型开发过程
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
- 严格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
诺华的建模与仿真小组为研究人员提供了广泛的服务，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。
“当我们无法直接测量时，我们使用模型对人类进行预测，”诺华公司的高级科学家Anna Georgieva说。“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
诺华使用MATLAB®和仿真软万博1manbetx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。万博1manbetx“有了Sim万博1manbetxulink，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。
“我们支持将计算建万博1manbetx模集成到药物开发过程的各个方面，”斯托尔说。“MathWorks产品的适应性和多功能性是一个明显的优势。这些产品使我们能够应对各种各样的挑战。”s manbetx 845
结果
模型开发的斯托尔解释道：“我将使用高级Fortran编辑器和调试器开发PBPK模型所需的时间与使用Simulink所需的时间进行了比较。在Simulink中，开发同一模型所需的时间约为三分之一。”万博1manbetx
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。”
严格的最后期限始终得到满足. 诺华预计建模与仿真小组将在两到三周内完成并优化特定化合物的模型。Georgieva指出：“在我们创建模型后，典型的优化运行只需一分钟，因此我们可以使用MATLAB轻松地在截止日期前完成。”。
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