综述：计算机模拟方法、药物递送纳米载体的设计与仿真

《Advanced Functional Materials》：In Silico Methods, Simulations, and Design of Drug-Delivery Nanocarriers

纳米药物递送系统（NDDS）通过提高药物靶向性、生物利用度和可控释放展现潜力，但面临递送效率低、清除快及生物屏障复杂等问题。机制驱动设计结合计算模型，其中解释性模型通过模拟阐明现象机制，预测性模型旨在预先量化验证。当前研究多属解释性，本文系统评述NDDS建模四大领域进展，并指出需构建基准数据集、严格不确定性量化及前瞻性验证，通过多尺度模拟与数据驱动工具整合，推动预测性模型发展以支持临床应用。

　　

摘要

纳米药物输送系统（NDDS）在提高药物靶向性、生物利用度和控制释放方面具有巨大潜力。然而，其临床应用受到输送效率低、清除速度快以及复杂生物屏障的阻碍。为了克服这些障碍，采用基于机制的设计方法至关重要。计算建模在这一策略中起着关键作用，既具有解释性，也具有预测性。解释性建模通过模拟来阐明观察到的现象背后的机制，而预测性建模则旨在做出定量的、先验的预测，并通过新数据对这些预测进行验证。尽管该领域正朝着预测性框架发展，但目前大多数研究仍属于解释性研究。本文综述了NDDS建模在四个方面的最新进展：i) 药物-载体相互作用，ii) 蛋白质冠层，iii) 纳米粒子-膜相互作用，以及iv) 肿瘤穿透和生物分布。现有模型在解释性与预测性之间的定位得到了批判性评估。此外，本文还概述了实现可靠预测所需的基本前提条件，包括基准数据集、严格的不确定性量化以及将模型输出与临床相关终点联系起来的前瞻性验证。通过将多尺度模拟与数据驱动工具相结合，可以制定出一条从基于机制的洞察到开发用于临床应用的定量预测性NDDS模型的路径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。