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【Materials Studio应用实例】利用建模和模拟最小化药片穿孔风险
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【Materials Studio应用实例】利用建模和模拟最小化药片穿孔风险

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复合材料
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建模和仿真工具通常用于加快药物开发过程-将活性药物成分(API)从发现阶段带到产品开发到生产。在开发过程中(有时被称为“配方前”或“形式选择”步骤),制药科学家必须揭示新化学实体(NCE)的关键物理性质:其化学组成,3D(晶体)结构,稳定性和溶解度-这些,以确定最终配方产品。

 

达索系统BIOVIA为不同的开发阶段提供软件解决方案(如ELN、化学注册系统等)。特别是,BIOVIA建模和仿真工具,如Materials Studio®,可用于执行晶体结构解决方案或寻找潜在的多态形式。在早期阶段,研究人员可以预测晶体习性(形态)并研究溶剂对晶体生长的影响。还可以使用先进的量子力学工具结合cosmos-rs方法预测固体配方中各种组分(或赋形剂)的相容性或溶解度,该方法在BIOVIA溶剂化化学软件中实现。

 

 

“压缩片剂”对全球健康和经济具有重大意义,因为它是最普遍的药物剂型。然而,生产问题经常出现,特别是在引入新的药物配方时。这些问题通常在生产升级到商业规模时出现,导致成本上升和严重的中断。

 

片剂制造面临的挑战:

片剂生产中一个值得注意的问题是粉末状材料与机械的粘附性,通常称为“穿孔粘接”。这个问题在压缩过程中特别明显,并且有几个不利影响:

1. 降低片剂的视觉吸引力,损害其美学质量。

2. 损害片剂内活性药物成分(API)剂量的均匀性。降低冲孔表面的清洁度,使制造过程进一步复杂化。

3. 文献中有一些例子是将分子模型用作解决粘附问题的工具:Hooper等人研究了布洛芬晶体的形态如何影响其粘附倾向,并将其与每种习惯的优势面的表面能和表面极性联系起来。最近,Chaturvedi等人试图通过寻找铁表面上单个布洛芬、氟比洛芬和酮洛芬分子的相互作用能,并将其与差示扫描量热法的数据进行比较,来预测药物-打孔粘合剂的相互作用。

 

可以采用各种计算方法(图1)来研究药物化合物与冲孔钢表面之间的相互作用。

 

最近,我们在剑桥的专家利用实验数据[3]测试了预测药物化合物对钢表面粘附亲和力的建模方法。

 

具体来说,在Pipeline Pilot®中开发了一个复杂的基于蒙特卡罗的工作流程,以计算这些药物(作为分子,作为无定形层或作为晶体表面)在代表性金属表面上的粘附能。在第一种方法中,系统地生成药物的各种构象,并在内部模拟退火程序中利用这些构象来估计分子吸附能(图1.1)。随后,根据实验报告的粘附指数绘制得到的吸附能值。结果如图2所示,可以看出预测吸附能与实验粘接指标吻合。

 

总 结:

总之,建模和仿真在调查倾向的冲压粘片过程中,为制药业提供了显著的优势。通过考虑辅料含量、药物可塑性、工艺参数等因素,研究人员可以全面了解其潜在机制,并制定策略以降低粘着风险。这种方法有助于降低后期风险,优化药物配方,提高药品生产过程的整体效率。

 

文章详情:https://blog.3ds.com/brands/biovia/leverage-modeling-and-simulation-to-minimize-tablet-punch-sticking-risks/

 

作者简介:

Sophie Bennett

Sophie Bennett目前是达索系统公司的实习生,在那里她将自己的研究技能作为科学解决方案研究员。Sophie拥有剑桥大学自然科学硕士学位,她强大的学术背景和分析能力使她在科技和创新行业取得了成功。

 

北京泰科博思科技有限公司是BIOVIA Materials Studio官方指定代理商,有关软件详情或者技术支持请咨询北京泰科。


电话:010-64951848

邮箱:sales@tech-box.com.cn


北京泰科为广大学习分子模拟科研人员提供了交流讨论平台,泰科建立了BIOVIA Pipeline Pilot和Materials Studio交流群,群里有专业老师解答问题,如有兴趣一起交流,欢迎来电/邮申请入群,作者期待您的参与!

 

北京泰科涉及行业

材料研发

基于BIOVIA Materials Studio材料设计平台,提供涉及电池、航空航天、国防军工、建筑、涂料涂层等多领域材料研发软件及综合解决方案

 

药物研发

针对药物设计、药物研发等提供基于Discovery Studio、COSMOLOGIC等软件的ADME、构象比对、溶剂筛选、结晶、成盐、共晶筛选、稳定性、溶解度pKa、分配系数等性质的模拟预测软件及方案

 

化工设计

面向精细化工、新能源、石油化工等领域提供精馏萃取催化剂设计、热力学性质(溶解度、粘度等)、提纯表面处理吸附等性质模拟软件平台及解决方案

 

数据挖掘

基于Pipeline Pilot提供数据搜集、数据清洗、特征工程、机器学习、流程设计等多种数据挖掘综合解决方案

 

一体化实验室

• 实验室信息管理

• 电子实验记录本/SOP执行

• 试剂耗材管理

• 仪器管理

• 数据管理

 

部分产品

量化材料类

• Crystal:固体化学和物理性质计算软件

• Diamond:晶体结构数据可视化分析

• Endeavour:强大的求解晶体结构的软件

• Molpro:高精度量化软件

• Molcas:多参考态量软件                   

• Turbomole:快速稳定量化软件

• TeraChem:GPU上运行的量化计算软件

• Spartan:分子计算建模软件

 

数据分析类

• GelComparll:凝胶电泳图谱分析软件

• SimaPro:生命周期评估软件             

• Unscrambler:完整多变量数据分析和实验设计软件      

• CSDS:剑桥晶体结构数据库

• lCDD:国际衍射数据中心数据库                

• ICSD:无机晶体结构数据库

• Pearson’s CD:晶体数据库

 

公司简介

北京泰科博思科技有限公司(Beijing Tech-Box S&T Co. Ltd.)成立于2007年,是国内领先的分子模拟及虚拟仿真综合解决方案提供商。

 

北京泰科博思科技有限公司与国际领先的模拟软件厂商、开发团队深入合作,为高校、科研院所和企业在材料、化工、药物、生命科学、环境、人工智能及数据挖掘、虚拟仿真教学等领域提供专业的整体解决方案。用户根据需要在我们的平台上高效的进行各种模拟实验,指导实际的生产设计。

 

北京泰科博思科技有限公司拥有一支一流的技术服务团队和资深的专家咨询团队,以客户真正需求出发,服务客户,为客户创造价值。我们秉承“职业、敬业、担当、拼搏、合作”的企业精神,致力于用国际领先的软件产品和专业全面的技术支持服务,成为客户可信赖的合作伙伴。 

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