生物智能

虚拟分身是否有一天能够救您一命?

生物智能使生命系统从物理模型发展到虚拟模型

9 年之前,斯洛伐克的一位年轻人在一场事故中失去了三分之一的颅骨,但现在他又从轮椅上站起来并且能够与人沟通了。之所以发生这样令人惊喜的一幕,是因为生物医学工程师们利用其颅骨的 3D 打印模型设计并制造出了一个完全适合的植入物,导出了他颅内受到的压力。在德克萨斯,外科医生们利用一对连体女婴的胸腔和共用组织的精确 3D 模型精心规划了一场 30 小时的手术,让这对女婴有望过上健康、独立的生活。在伦敦,医生们利用 3D 打印模型和补片闭合了一个两岁女童心脏上原本看上去太大而无法修补的孔洞,她现在能吃能笑,茁壮地成长。

在世界各地,医疗团队都在利用 3D 建模来生成患者身体结构的精确展示。该技术使这些团队能够计划并预演复杂的手术,造出专门定制的植入物和假肢,挽救患者的健康和生命。这一令人瞩目的发展已经对危重病人的生命产生了巨大影响。

然而,我们看到的只是冰山一角。引领二十一世纪医疗保健行业发生真正变革的并不是这些物理模型,而是虚拟模型。总有一天,这些虚拟模型将能够模拟人类的生理机能和病理(甚至能具体到患者个人),彻底改变我们研究、诊断和治疗伤病的方法。

生物智能的黎明即将到来!

越空而来的治疗线索

生物智能将建模、模拟和产品生命周期管理流程带入了生命科学行业

您的虚拟分身看上去似乎遥不可及,但是在生物智能的初生阶段中,这一梦想的实现已经步入了正轨。生物智能(有时也称为“计算机医疗”)使用计算机技术,在虚拟环境(“计算机模拟”)中对特征医疗流程进行建模、模拟、可视化和体验。

生物智能是为了在虚拟环境(“计算机模拟”)中对特征和医疗流程进行准确的建模、模拟和可视化

有趣的是,在民航飞机等复杂的制造行业中也能找到生物智能的灵感。研制一架新飞机需要面临巨大的成本和复杂性,因此航空行业很久以前就采用了一种多学科、跨组织的方法来设计和制造飞机。

他们还利用虚拟建模和模拟使物理原型制造和测试得到发展,以全面了解并预测复杂系统的行为。这一协作型方法以及虚拟技术的运用为创新带来动力,大大缩短生产时间、减少材料浪费,同时可在正式投产之前在虚拟世界中发现制造、装配甚至是维护当中的问题,并以经济有效的方式加以解决。

3DEXPERIENCE 平台演示

尽管制药商有时也对照医疗数据库对虚拟蛋白质和化合物进行了建模和筛选,但药物开发和生产大部分仍然要在现实世界中完成,而学科之间和组织之间的协作却受到了限制。

制药商每天都要辛辛苦苦地生产真实药物,在真实的动物身上试验,然后在真实的临床试验中在真实的患者身上试验。为此,他们付出了庞大得令人吃惊的时间和金钱。制药商估计要花费 29 倔美元和十年以上的时间,才能将一种新药物推向市场(参见 Tufts 药物开发研究中心的研究)。

生命系统的活力和复杂性加剧了这一挑战,对于生命科学行业而言,协作型研发方法以及虚拟建模和模拟的使用明显能带来巨大的好处。

不同科学学科之间以及参与方之间(例如制药公司、研究实验室、医疗服务提供商和计算机公司)的协作允许实现重要的知识和经验共享,以推动深入探索及创新。
此外,计算机模型与模拟的协同使用还能帮助研究人员更好地理解复杂系统,并且更准确地预测各种药物和疗法的生物效应,进而帮助制药商优化现实实验,并在药物实际生产之前消除试验中的治疗无效情况。
简而言之,这些变化可以实现一定程度的创新以及实效性、高效性和安全性,并进而带入其他行业。此类方法还能为真正的个性化医疗打开大门,因为协作生成的模型和模拟中将注入具体患者的真实数据。

一种新药物的上市平均需要花费 10 年时间和 29 亿美元费用

Tufts 药物开发研究中心

我们是不是很快就能在虚拟临床试验中在虚拟患者身上测试虚拟药物?

地基现在已经打好

针对一个人的细胞、器官、器官系统和整个人体建立虚拟通道是一件非常耗时的工作,需要对互不关联的化学、生物和材料实体以及复杂的生物系统进行建模和模拟。但是,这一工作已经步入了正轨。

为了发展生物智能技术并丰富生命科学专业知识,协作型公私生物智能共同体已于 2009 年面世,为医药与医疗设备制造商带来协作型数字建模和模拟,以及在行业各领域中长期部署的产品生命周期管理 (PLM) 系统。在达索系统的引领之下,该共同体聚集了众多行业合作伙伴(Bayer CropScience、Ipsen、Pierre Fabre、Sanofi 和 Servier)、生物 SMB 专家(Sobios 和 Aureus Pharma)以及公共研究机构(Génopole、INRIA、INSERM)。

在达索系统使用 BIOVIA BioPLM 应用程序开发的 “为治愈而设计”解决方案中,已经体现了这一协同工作的成效。该解决方案的设计是为了应对药物发现与开发过程中的困难,并提高效率和有效性。通过全球科学合作、科学内容联盟、语义检索和虚拟建模以及预测仿真,药品研究人员及其生态系统现在能够使用这一解决方案迅速且更加高效地开发新药物,提高交付新型、更具针对性治疗方案的成功率。

生物智能体验日回放

欢迎和简介
Patrick Johnson
达索系统研发部门企业研究副总裁

具有远见卓识的 G5 Santé 研发提案
Bertrand Parmentier
Pierre Fabre Group CEO

3DEXPERIENCE 平台与 BIOVIA
Max Carnecchia
达索系统 BIOVIA CEO

BioPLM 演示
Nicolas Froloff
3DS BIOVIA BioPLM 研发部门生命科学总监

科学家的观点
Martin Karplus
诺贝尔奖获得者

欧洲式的观点
Philippe De Backer
欧洲议会

3DEXPERIENCE 平台:反思创新!
Bernard Charlès,达索系统 CEO

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的最大优势

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协作应对制药行业的挑战

“数字世界的强大功能可以帮助从根本上改变行业当前的习惯做法。”观看对 Ipsen 科学事务副总裁兼 Ipsen 创新总裁 Christophe Thurieau 的采访,了解关于生物智能共同体的更多信息。阅读该文章

通过数字化和协作进行研发

通过数字化和协作进行研发:制药行业的全新前景

企业创新,2015-08-31

“制药行业孤立的性质加上研发 (R&D) 活动的绝对复杂性,为产品生命周期管理 (PLM) 领域的公司带来了一个颇具前景的市场。”阅读该文章

对抗生命科学数据雪崩

对抗生命科学数据雪崩

研发杂志,08/10/2015

“大数据问题在科技行业变得越来越突出,这些数据集又大又复杂,传统的数据处理应用程序已经不够用了。这种情况在生命科学行业中特别明显,数据规模不断增加,但是没有工具能够以同样的速度来分析和解释这些数据,导致出现所谓的‘数据雪崩’现象。”阅读该文章

Gartner 徽标

Gartner:“达索系统的 Biovia 剑指 PLM 生命科学市场”

“达索系统现在可能拥有最广泛的生命科学功能组合,服务于医疗设备和医药制造商的研发和产品商业化需求。无论是制药、生物科技企业还是大学研究机构,Biovia 都能对其研发领域产生重大影响。Biovia 及其客户最终将会制造出虚拟模型,使其扩展到动物和人类的具体医疗、药物和治疗。”阅读该报告