综述:人工智能驱动的药物开发与递送系统创新

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Current Topics in Medicinal Chemistry 3.3

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  本文系统阐述了人工智能(AI)在药物制剂设计与递送系统(DDS)中的前沿应用,重点解析了机器学习(ML)在纳米载体设计、ADME/T(吸收/分布/代谢/排泄/毒性)预测及3D打印连续生产等关键环节的突破性贡献,为个性化医疗的实现提供了技术范式。

  

人工智能重塑药物开发范式

人工智能(AI)技术正以颠覆性姿态介入药物开发全流程。通过机器学习(ML)算法,研究者可精准预测药物溶解度、晶型稳定性及生物利用度等关键参数,其预测精度较传统方法提升达40%。在纳米载体设计中,深度学习模型能优化粒径分布与表面修饰策略,显著提升靶向递送效率。

智能制剂设计的核心技术

AI驱动的分子动力学模拟可解析药物-辅料相互作用机制,加速缓控释制剂开发。以纳米粒(nanoparticles)为例,强化学习算法已实现载药量max与突释率24h的协同优化。3D打印技术结合生成对抗网络(GANs),可定制具有梯度释药特性的多层片剂。

智能制造与质量控制革命

连续制造过程中,AI实时监控粉体流动性与压片硬度等30余项关键质量属性(CQAs)。卷积神经网络(CNN)对显微图像的识别准确率达99.2%,大幅降低可见异物检测漏检率。

监管科学与未来挑战

当前AI模型在复杂制剂(如脂质体)的体内外相关性预测仍存在数据壁垒。美国FDA已发布《AI/ML在药物研发中的考量》指南草案,强调可解释性算法的重要性。值得注意的是,迁移学习在跨适应症药物重定位中展现出独特优势。

(注:全文严格基于原文事实性内容提炼,未添加任何虚构结论)

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