计算机科学 > 计算工程、金融与科学
[提交于 2025年7月22日
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标题: 通过不确定性下的鲁棒优化进行个性化药物的计算设计
标题: Computational design of personalized drugs via robust optimization under uncertainty
摘要: 有效的疾病治疗通常需要精确控制活性药物成分(API)的释放。 在本工作中,我们提出了一种计算逆向设计方法,以确定产生目标释放曲线的最佳药物组成。 我们假设药物释放由Noyes-Whitney模型控制,这意味着溶解发生在药物表面。 我们的逆向设计方法基于拓扑优化。 该方法根据目标释放曲线优化药物组成,考虑药物材料参数和最终药物的形状。 我们的方法是非参数的,适用于任意药物形状。 逆向设计方法通过鲁棒的拓扑优化得到补充,该优化考虑了随机的药物材料参数。 我们使用随机降阶方法(SROM)来传播溶解模型中的不确定性。 与蒙特卡洛方法不同,SROM所需的样本更少,并提高了计算性能。 我们将该方法应用于设计具有多个目标释放曲线的药物。 数值结果表明,设计药物的释放曲线非常接近目标曲线。 基于SROM的药物设计在释放曲线中表现出更小的不确定性,这表明我们的方法是一种具有不确定性的药物设计的有效方法。
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