中国粉体网讯 口服固体制剂(OSD)具有服用运输携带方便、质量稳定性好，可满足不同临床需求的释放速率等特点，是迄今为止常用和广泛使用的药物剂型之一。OSD生产过程实质是对原辅料颗粒的加工处理，包括粉碎、混合、制粒和压片等单元操作，如何提取其中蕴含的变量间的影响规律，建立可靠的关键性能参数工艺模型，是制剂工艺研究的重要环节之一。
原辅料颗粒的破碎行为贯穿OSD生产全过程，如物料的粉碎、输送、压片等不同的操作单元中, 对中间产品或终产品的质量性能起决定性影响。因此, 研究原辅料颗粒破碎行为, 探索关键性能参数和工艺条件对其形变, 特别是基于参数影响的破碎规律对理解物料和工艺对产品质量的影响有十分重要意义。然而, 原辅料单元颗粒通常是微米级, 实际生产中的设备很难实时检测和分析其破碎受力与破碎行为, 因此通过物理实验难以获得原辅料单元颗粒介观尺度的破碎规律。
近年来, 随着计算机及技术的快速发展, 建模与模拟(M&S)替代试错法是制药领域的研究热点。2022年11月和2023年5月, 美国FDA及国家药品监督管理局评审中心先后发布了《Successes and Opportunities in Modeling & Simulation for FDA》和《化学口服制剂连续制造技术指导原则》等文件, 强调 M&S在药品研究和监管决策中的重要作用。其中，离散的颗粒尺度M&S方法如离散元法（DEM）用于研究颗粒材料行为, 是国内外学者采用的主要方法之一。
DEM是研究颗粒粉末运动碰撞常用的机制建模方法，具有获取信息全面精准的特点。与物理实验相比，DEM可以更详细地研究粉末的微观动力学。一方面，可以使用DEM软件可视化在粒状介质中形成的微观动力网络，且在计算过程中能追踪到大量颗粒中每一个颗粒的位置和速度，从而能够预测实验和生产中难以准确测量的所有颗粒的信息，并能直观地用图像显示，如作用于单个粒子的轨迹或力; 另一方面，它还可以解决在欧拉模型中无法处理的单个粒子的尺寸分布。由于DEM具有预测计算实验中特细小颗粒的优势，它常用于计算和测量粉末相互间的性质和运动，与物理实验相比具有减少试错，降低成本，提高效率的优点。
在药物制剂中，粒子间的相互作用力是重要的影响因素，DEM可运用这些参数研究检查单个颗粒、工艺条件或设备设计对药品质量的影响程度。而这个特性可以广泛应用于固体制剂制造的中间环节，包括粉碎、混合、制粒、包衣等单元过程，并能量化固体制剂制造过程相关数值，探明其过程机制，模拟其制造过程的真实场景，以达到减少试验试错、缩短生产周期、降低研发成本的目的。
Altair® EDEM™
EDEM是一款高性能散装与颗粒物料仿真软件。它采用离散元法（DEM）技术，能够快速准确地对煤、矿石、土壤、纤维、谷粒、药片和粉末的行为进行仿真和分析。EDEM仿真能够为工程师提供重要信息，使其了解在一系列操作和加工条件下这些颗粒与设备之间的相互作用。它可以单独使用或与其他CAE工具结合使用。制药行业如辉瑞（Pfizer）、艾伯维（AbbVie）、诺和诺德（Novo Nordisk）、Vertex、礼来（Eli Lilly）等，目前正在使用EDEM来了解和预测颗粒材料行为、评估设备性能并优化流程。
Altair EDEM在制药领域应用
Altair是计算智能领域的全球领导者之一，在仿真、高性能计算(HPC)和人工智能等领域提供软件和云解决方案。公司总部位于美国密歇根州，服务于13000多家全球企业，应用行业包括汽车、消费电子、航空航天、能源、机车车辆、造船、国防军工、金融、零售等。
以“从粉体技术，论制药工艺”为主题，2025年3月13-14日中国粉体网将在江苏南京紫晶国际酒店举办“2025第七届全国医药粉体制备及物性表征技术高峰论坛”。届时来自Altair的EDEM技术专家朱咸磊为大家带来《EDEM离散元仿真技术在医药粉体中的应用》的主题报告。
报告人介绍
朱咸磊，Altair EDEM技术工程师，CAE行业相关经验近10年，具有深厚的汽车、工程机械及农业机械等多个行业工程经验，并曾参与国内外多个企业及研究机构的科研项目。在离散元、CFD分析、多体动力学分析及多学科系统分析方面积累多年丰富的工程经验。
资料来源：
1、吴一峰，王子千等.离散元法( DEM) 在中药固体制剂制造过程中的应用
2、罗林秀，管天冰等.口服固体制剂颗粒的离散元建模与破碎行为分析
3、Altair澳汰尔：口服固体制剂OSD生产工艺的数字孪生：开发与部署
4、合工仿真：基于离散元法的固体制剂生产设备如何进行仿真优化及与AI技术融合应用？
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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