試錯法繼續主導著藥物輸送和開發。這是一個廣泛而低效的程序，尤其是當立即解決健康狀況至關重要時。到目前為止，藥物開發方法一直集中在亞群上。盡管如此，使用可以將生物學研究轉化為數學方程式的模擬模型（稱為生物模擬），仍可以將患者視為個體而不是亞組成員。

將來，我們應該為每位充分了解其醫療和遺傳狀況的患者見證化身。這種特定于患者的化身將經過測試，以研究新藥在給患者服用之前的副作用和接受率，就像汽車的 CAD 模型在生產前如何進行測試和分析一樣。我們知道我們的身體是一個復雜的系統，我們人類正在盡最大努力在外部環境中復制這些系統，以移植一塊皮膚或制造三尖瓣或人工腎臟。我們還意識到流體動力學在改變設計以在各自環境中茁壯成長方面具有優勢。沿著這條線，計算流體動力學(CFD) 模擬可以提供很多不同流體的流動如何影響藥物輸送過程或其他用于先導化合物發現的生物模擬研究的頂層視圖。

生物模擬研究中的 CFD

在以下兩種情況下，CFD 提高了生物模擬研究的結果：

• 使用 CFD了解藥代動力學

非醫學背景的人可能想知道什么是藥代動力學。好吧，它是藥物研究的一個分支，研究我們體內的藥物輸送。結合組織和器官的生物物理建模以形成器官系統，以及藥物的理化特性，可以更深入地了解藥物的治療效果和藥物遞送機制。

例如，椎管的 CFD 研究有助于確定有效的藥物傳輸機制及其對脊髓損傷患者的相應治療效果。可以使用 CFD 模擬確定藥物在椎管內流過腦脊液 (CSF) 的情況。這大大提高了生物模擬研究的準確性，尤其是對于無法進行藥代動力學實驗測量的情況。值得注意的是，藥物的治療效果是由有效的組織結合和滲透驅動的，這可以使用生物模擬工具在分子水平上進行研究。

• 剪切應力與骨轉移的相關性

在過去的 250 年里，從腫瘤抑制基因克 隆到開發人類癌癥治療疫苗，在治療或治愈癌癥方面取得了多項發現。在所有這些發現中，我們見證了用于在分子水平上有效診斷惡性細胞的生物模擬工具。CFD 預測和分析用于解釋周圍環境的影響，以增強這些生物模擬研究的確定性。

當癌細胞是惡性的時，其他身體部位會增殖，稱為轉移。這種癌細胞在骨骼中的擴散稱為骨轉移。使用 CFD 模型，可以研究流體剪切應力與癌細胞在支架上擴散之間的相關性。從 CFD 模擬中，觀察到腫瘤生長與骨間質流動之間存在直接相關性。該觀察結果可以使用生物模擬工具增強骨轉移的解決方案。

用于 CFD 預測和生物模擬的 Cadence 產品

計算流體動力學 (CFD) 是多物理場系統分析的一個方面，它使用數值模型模擬流體的行為及其熱力學特性。Cadence 強大的 CFD 套件 – Fidelity CFD可以解決多相流、不可壓縮和可壓縮流、層流、聲學、粒子跟蹤、燃燒現象、熱交換器、擴散、煙霧傳播等問題。我們的 CFD 工具套件已經存在了幾十年，專業化并與行業一起發展。           

 Cadence 致力于通過我們在計算軟件方面的核心競爭力推進系統創新。我們的計算流體動力學解決方案是履行這一承諾的重要組成部分。憑借業界領先的網格劃分方法，以及強大的求解器和后處理功能，您很快就會將計算流體動力學視為“Cadence 流體動力學”。Cadence 現在通過收購 OpenEye 將計算軟件的核心競爭力擴展到分子建模和模擬。

OpenEye是計算分子設計領域的行業領導者，開創了基于物理學的方法和云原生 Orion? 軟件平臺，以加速人類健康的進步。此次收購使制藥和生物技術公司能夠受益于更強大的藥物發現解決方案，這些解決方案將 OpenEye 的創新分子建模和仿真軟件解決方案與 Cadence 的算法和求解器專業知識、高效、廣泛的數據管理基礎設施以及領先的 AI/ML 和云解決方案相結合。

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文章來源：cadence博客