生物模拟研究新突破：Cadence CFD增强确定性分析

试错法继续主导着药物输送和开发。这是一个广泛而低效的程序，尤其是当立即解决健康状况至关重要时。到目前为止，药物开发方法一直集中在亚群上。尽管如此，使用可以将生物学研究转化为数学方程式的模拟模型（称为生物模拟），仍可以将患者视为个体而不是亚组成员。

将来，我们应该为每位充分了解其医疗和遗传状况的患者见证化身。这种特定于患者的化身将经过测试，以研究新药在给患者服用之前的副作用和接受率，就像汽车的 CAD 模型在生产前如何进行测试和分析一样。我们知道我们的身体是一个复杂的系统，我们人类正在尽最大努力在外部环境中复制这些系统，以移植一块皮肤或制造三尖瓣或人工肾脏。我们还意识到流体动力学在改变设计以在各自环境中茁壮成长方面具有优势。沿着这条线，计算流体动力学(CFD) 模拟可以提供很多不同流体的流动如何影响药物输送过程或其他用于先导化合物发现的生物模拟研究的顶层视图。

生物模拟研究中的 CFD

在以下两种情况下，CFD 提高了生物模拟研究的结果：

• 使用 CFD了解药代动力学

非医学背景的人可能想知道什么是药代动力学。好吧，它是药物研究的一个分支，研究我们体内的药物输送。结合组织和器官的生物物理建模以形成器官系统，以及药物的理化特性，可以更深入地了解药物的治疗效果和药物递送机制。

例如，椎管的 CFD 研究有助于确定有效的药物传输机制及其对脊髓损伤患者的相应治疗效果。可以使用 CFD 模拟确定药物在椎管内流过脑脊液 (CSF) 的情况。这大大提高了生物模拟研究的准确性，尤其是对于无法进行药代动力学实验测量的情况。值得注意的是，药物的治疗效果是由有效的组织结合和渗透驱动的，这可以使用生物模拟工具在分子水平上进行研究。

• 剪切应力与骨转移的相关性

在过去的 250 年里，从肿瘤抑制基因克 隆到开发人类癌症治疗疫苗，在治疗或治愈癌症方面取得了多项发现。在所有这些发现中，我们见证了用于在分子水平上有效诊断恶性细胞的生物模拟工具。CFD 预测和分析用于解释周围环境的影响，以增强这些生物模拟研究的确定性。

当癌细胞是恶性的时，其他身体部位会增殖，称为转移。这种癌细胞在骨骼中的扩散称为骨转移。使用 CFD 模型，可以研究流体剪切应力与癌细胞在支架上扩散之间的相关性。从 CFD 模拟中，观察到肿瘤生长与骨间质流动之间存在直接相关性。该观察结果可以使用生物模拟工具增强骨转移的解决方案。

用于 CFD 预测和生物模拟的 Cadence 产品

计算流体动力学 (CFD) 是多物理场系统分析的一个方面，它使用数值模型模拟流体的行为及其热力学特性。Cadence 强大的 CFD 套件 – Fidelity CFD可以解决多相流、不可压缩和可压缩流、层流、声学、粒子跟踪、燃烧现象、热交换器、扩散、烟雾传播等问题。我们的 CFD 工具套件已经存在了几十年，专业化并与行业一起发展。          

Cadence 致力于通过我们在计算软件方面的核心竞争力推进系统创新。我们的计算流体动力学解决方案是履行这一承诺的重要组成部分。凭借业界领先的网格划分方法，以及强大的求解器和后处理功能，您很快就会将计算流体动力学视为“Cadence 流体动力学”。Cadence 现在通过收购 OpenEye 将计算软件的核心竞争力扩展到分子建模和模拟。

OpenEye是计算分子设计领域的行业领导者，开创了基于物理学的方法和云原生 Orion® 软件平台，以加速人类健康的进步。此次收购使制药和生物技术公司能够受益于更强大的药物发现解决方案，这些解决方案将 OpenEye 的创新分子建模和仿真软件解决方案与 Cadence 的算法和求解器专业知识、高效、广泛的数据管理基础设施以及领先的 AI/ML 和云解决方案相结合。

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