AI赋能药物递送系统的研究进展

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摘要人工智能（AI）通过机器学习算法处理复杂数据，加速药物载体开发，预测药代动力学相关参数，提升设计效率和精准性，在药物递送系统中展现出广阔的应用前景.相比于传统的药物递送系统设计耗时费力，AI赋能极大地提升了其实际应用效率.本文综述了AI在药物递送系统中的应用进展，探讨了AI赋能药物载体设计，总结AI在药物制剂与释放优化中模型的构建，分析了AI预测药代动力学的最新成果，并对AI赋能药物递送系统所面临的挑战以及未来的研究方向进行了总结与展望. <fig orientation="portrait" position="float" fig-type="abstract-image" id="F1"><alternatives><graphic specific-use="print" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="media/C7BC5793-ACA1-499d-82EE-623F3EF94987-F001.JPG" id="Graphic1"><?fx-imagestate width="15.00000000" height="15.08000183"?></graphic><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/C7BC5793-ACA1-499d-82EE-623F3EF94987-F001.jpg"><?fx-imagestate width="15.00000000" height="15.08000183"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/C7BC5793-ACA1-499d-82EE-623F3EF94987-F001c.jpg"><?fx-imagestate width="15.00000000" height="15.08000183"?></graphic></alternatives></fig></sec></span> </td> <td width="217" rowspan="6" valign="top" class="J_zhaiyao"> <table cellspacing=0 cellpadding=0 width="98%" align=right bgcolor=#f0f0f0 border=0> <tbody> <tr bgcolor=#0d4000> <td width="7%" height=29></td> <td width="93%" class="J_zhaiyao" align=center><strong><font color="#ffffff">服务</font></strong></td> </tr> <tr bgcolor=#939393> <td colspan=2 height=1></td> </tr> <form name=mail action="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/article/sendMail.jsp" method=post target=_blank> <tr> <td align=middle height=20><IMG height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td class=J_content height=20><A class=J_content onclick=mail.submit() href="javascript:void(null)">把本文推荐给朋友</a> <input type="hidden" value="我在《华中师范大学学报(自然科学版)》上发现了关于“AI赋能药物递送系统的研究进展”的文章，特向您推荐。请打开下面的网址：https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract8937.shtml" name="neirong"> <input type="hidden" name="thishref"> </td> </tr> </form> <form name=bookshelf method=post target=_blank> <tr> <td align=middle height=20><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td class=J_content height=20><a class=J_content onclick=addtobookshelf('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','8937') href="#">加入我的书架</a> </TD> </tr> </form> <tr> <td align=middle height=20><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height=20><a class=J_content onclick=showTxtFile('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','8937') href="#">加入引用管理器</a></td> </tr> <tr> <td align=middle height=20><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height=20><A class=J_content href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/alert/showAlertInfo.do">E-mail Alert</a> </td> </tr> <tr> <td align=middle height=25><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height=25><span class=J_content><a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/rss/showRssInfo.do" target="_blank">RSS</a></span></td> </tr> <form name="refForm" action="showCorrelativeArticle.do" method=post target=_blank> <tr bgcolor=#0d4000> <td width="7%" height=29></td> <td width="93%" class="J_zhaiyao" align=center><strong><font color="#ffffff">作者相关文章</font></strong></td> </tr> <tr> <td height="25" align="center"><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height="25" class="J_linkcaidan"><a class=J_content onClick="searchAuthor('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','刘明星')" href="#">刘明星</a></td> </tr> <tr> <td height="25" align="center"><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height="25" class="J_linkcaidan"><a class=J_content onClick="searchAuthor('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','王一凡')" href="#">王一凡</a></td> </tr> <tr> <td height="25" align="center"><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height="25" class="J_linkcaidan"><a class=J_content onClick="searchAuthor('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','祝丰啸')" href="#">祝丰啸</a></td> </tr> <tr> <td height="25" align="center"><img height=11 src="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/arrow.jpg" width=8></td> <td height="25" class="J_linkcaidan"><a class=J_content onClick="searchAuthor('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','欧嘉瑶')" href="#">欧嘉瑶</a></td> </tr> <tr> <td height="10" colspan="2"></td> </tr> </table> </td> </tr> <input type=hidden name="keyword" value="" id="keyword"> <input type=hidden name="author" value="" id="author"> <tr> <td height="25" class="J_zhaiyao"><B>关键词 </B>： <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','人工智能')" href="#">人工智能</a>, <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','药物递送系统')" href="#">药物递送系统</a>, <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','药物载体')" href="#">药物载体</a>, <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','药代动力学')" href="#">药代动力学</a>, <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','药物制剂')" href="#">药物制剂</a> </td> </tr> <tr> <td height="25"><span class="J_zhaiyao_en"><b>Abstract</b>：Artificial intelligence （AI） processes complex data through machine learning algorithms， accelerates drug carrier development， predicts pharmacokinetic parameters， improves design efficiency and accuracy， and exhibts broad application prospects in drug delivery systems. Compared to traditional drug delivery systems which are time-consuming and laborious to design， AI empowerment greatly improves their practical application efficiency. This article reviews the application progress of AI in drug delivery systems. Firstly， the focus was on exploring AI enabled drug carrier design. Subsequently， the construction of AI models in drug formulation and release optimization was summarized， and the latest achievements in AI prediction of pharmacokinetics were analyzed. Finally， a summary and outlook were provided for the challenges faced by AI enabled drug delivery systems and future research directions.</span></td> </tr> <tr> <td height="25"><b>Key words</b>： <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchEnKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','artificial intelligence')" href="#">artificial intelligence</a> <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchEnKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','drug delivery system')" href="#">drug delivery system</a> <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchEnKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','drug carriers')" href="#">drug carriers</a> <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchEnKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','pharmacokinetics')" href="#">pharmacokinetics</a> <a class="txt_zhaiyao1" onClick="searchEnKeyword('https://journal.ccnu.edu.cn/zk','drug formulations')" href="#">drug formulations</a> </td> </tr> </form> <tr> <td height="25" class="J_zhaiyao"> <strong>收稿日期:</strong> 2025-12-22 </td> </tr> </table> <table width="97%" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" bgcolor="#ffffff"> <tr> <td height="25" class="txt_12" bgcolor="#f4f4f4"><strong>引用本文:</strong> </td> </tr> <tr> <td height="24" class="J_zhaiyao_en" style="line-height:150%"> 刘明星,王一凡,祝丰啸,欧嘉瑶. AI赋能药物递送系统的研究进展[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2025, 59(5): 707-720. <br>LIU Mingxing,WANG Yifan,ZHU Fengxiao,OU Jiayao. Research progress on AI enabled drug delivery systems. journal1, 2025, 59(5): 707-720. </td> </tr> <tr><td height="5"></td></tr> <tr> <td height=1 bgcolor="#cccccc"></td> </tr> <tr><td height="5"></td></tr> <tr> <td height="25" class="txt_12" bgcolor="#f4f4f4"><strong>链接本文:</strong> </td> </tr> <tr> <td height="24" class="txt_12" style="line-height:150%"><a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/" class="txt_zhaiyao1">https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/</a> <strong> 或</strong> <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/Y2025/V59/I5/707" class="txt_zhaiyao1">https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/Y2025/V59/I5/707</a></span></td> </tr> </table> </div> <div id="tuBiao_tab_content" style="width:99%;border:1px solid #999999;display: none;height:auto!important;min-height:30px;height:30px;"> <table width="98%" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="8" > </table> </div> <div id="reference_tab_content" class="reference_tab_content" style="width:99%;border:1px solid #999999;display: none;height:auto!important;min-height:30px;height:30px;"> <table width="98%" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="8"> <tr> <td class="J_zhaiyao"> </td> </tr> </table> </div> <div id="similar_tab_content" style="width:99%;border:1px solid #999999;display: none;height:auto!important;min-height:30px;height:30px;"> <table width="98%" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="8" valign='top' height='auto'> <tr> <td valign='top'> <table width="100%" border="0" height='25'> <tr> <td width="35">[1]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">王志锋,沈嘉良,侯玉林,严文星,罗恒,左明章. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract8939.shtml" target=_blank><strong>基于时空图卷积网络的智能学习诊断模型</strong></a>[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2025, 59(5): 730-742.</td> </tr> <tr> <td width="35">[2]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">王梦宇,刘振宇,王玉伟. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract8936.shtml" target=_blank><strong>“双碳”目标下低空经济的AI变革之路</strong></a>[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2025, 59(5): 694-706.</td> </tr> <tr> <td width="35">[3]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">徐家越,卢才武,黄玉森,. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract8339.shtml" target=_blank><strong>基于知识图谱的国内外人工智能应用领域对比研究</strong></a>[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2020, 54(2): 301-312.</td> </tr> <tr> <td width="35">[4]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">杨祎,肖德宝. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract3089.shtml" target=_blank><strong>智能移动Agent在网络管理系统中的实现方法研究</strong></a>[J]. , 2002, 41(4): 0-0.</td> </tr> <tr> <td width="35">[5]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">魏长华. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract2385.shtml" target=_blank><strong>Agent与面向Agent的程序设计</strong></a>[J]. , 1998, 37(3): 0-0.</td> </tr> <tr> <td width="35">[6]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">魏长华. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract2354.shtml" target=_blank><strong>人类自然语言的不确定性及其处理原则</strong></a>[J]. , 1998, 37(2): 0-0.</td> </tr> <tr> <td width="35">[7]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">王厚峰. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract1532.shtml" target=_blank><strong>自然语言理解及其结构</strong></a>[J]. , 1992, 31(2): 0-0.</td> </tr> <tr> <td width="35">[8]</td> <td class=J_zhaiyao style="line-height:150%">魏长华,傅玉仙. <a href="https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/abstract/abstract1442.shtml" target=_blank><strong>神经网络的研究及其进展</strong></a>[J]. , 1991, 30(4): 0-0.</td> </tr> </table> </td> </tr> </table> </div> <div id="click_tab_content" style="width:99%;border:1px solid #999999;display: none;height:auto!important;min-height:30px;height:30px;"> </div> <div id="down_tab_content" style="width:99%;border:1px solid #999999;display: none;height:auto!important;min-height:30px;height:30px;"> </div> </div> </td> </tr> </table> </td> </tr> </table> <div id="pdfview_tab_content"> <table width="98%" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" bgcolor="#ffffff"> <tr> <td height="25"> </td> </tr> </table> </div> </td> </tr> </table> <table width="1002" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0"> <tr> <td height="25" align="center"> <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=1002 align=center> <TBODY> <TR> <TD align=middle> <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"> <TBODY> <TR> <TD bgColor=#ffffff height=8 align=middle></TD></TR> <TR> <TD background=https://journal.ccnu.edu.cn/zk/images/bottom.jpg align=middle> <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="99%" align=center> <TBODY> <TR> <TD height=100 width="72%" align=center> 版权所有 © 《华中师范大学学报(自然科学版)》编辑部 <br> 地址：武汉市珞瑜路152号华中师范大学田家炳楼7楼华师学报编辑部　邮编：430079　电话(传真)：027-67868127<br> 本系统由<A href="http://www.magtech.com.cn/" target=_blank>北京玛格泰克科技发展有限公司</A>设计开发　技术支持：<A href="mailto:support@magtech.com.cn" target=_blank>support@magtech.com.cn</A> </TD> 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