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服用抗生素,呼氣檢測體內濃度

有次疑似支氣管炎去看病,醫師開了抗生素,在向藥師取藥時記得有這樣的對話。

藥師: ⸢你這個固定時間要吃,每七小時吃一次(?) ⸥

我:⸢為什麼呢?⸥

藥師:⸢因為血液中要維持固定的抗生素濃度,所以每隔幾小時就要吃一次。⸥ ⸢還有,感覺好了沒有症狀也要繼續把藥吃完!⸥

維持抗生素在體內濃度

抗生素服用時很常要求在血液中保持穩定的濃度,但是患者不會知道血液中抗生素的濃度啊,所以要求要固定間隔幾小時就要吃藥一次。這在嚴重受感染的患者用藥上特別重要,如果能快速知道血液中的濃度,就可以適當給藥,而不會給太多造成抗生素濫用,或者給太少藥效不足。

抗生素檢測生物晶片

近期一篇在Advanced Materials 的研究,由University of Freiburg  的生物技術專家和工程師所發表,提出了一款多工晶片,可以同時量測數個呼氣時的待測樣本和測試物質。是一種微流體晶片,原理基於一種合成蛋白,可以和抗生素反應以產生電流變化。

這個微流體生物晶片帶有的蛋白能識別出β-內醯胺類抗生素,例如像是盤尼西林(Penicillin)。如此,待測的抗生素和有酵素結合的β-內醯胺彼此競爭要和這種細菌蛋白結合,這個競爭結合的過程會產生電流,如果待測樣本中有越多的目標待測的抗生素,就有越少的酵素產物產出,也就導致較低的電流。

研究員將這款生物晶片感測器用在給予抗生素的實驗豬身上,將其血液、血漿(plasma)、尿液、唾液和呼吸樣本都進行抗生素濃度測試。測試結果發現,在豬的血漿中測出的抗生素濃度和標準醫學實驗室測試的同樣精確。而能夠用呼吸來檢測抗生素,是很大的突破,因為之前要在呼吸的樣本中量測到抗生素濃度幾乎不可能。

面罩+生物感測器

從患者個呼吸樣本中就能量測到血漿中的抗生素濃度,可以幫助醫生在治療嚴重感染,像是敗血病或者器官衰竭的患者,適當給予抗生素的治療。過量的抗生素治療可能造成細菌突變,導致給予再多的抗生素都沒有效。臨床上,除了希望可以快速地知道細菌的種類,也希望能即時地偵測抗生素濃度。但是要怎麼收及患者呼吸時所產出的生物樣本呢?

當然是面罩啦!這群研究員的另外一個研究案,就是電化學測試紙,可以放在特殊設計的面罩內,患者只要戴上這個面罩呼吸,這個感測試紙能接觸到呼出的氣體,達成連續監測呼氣中抗生素濃度的目的。

聽起來很複雜?整體概念大概就是,這個研究團隊開發一種電化學的微流體晶片,可以從患者呼吸過程中檢測出抗生素的濃度,而這個濃度值能和患者血液中的抗生素有個關聯性。假使這樣的產品能做出來,在臨床上就能簡單快速地知道患者血液中的抗生素濃度,提供醫師在給藥上的參考,對嚴重細菌感染的患者進行精準投藥,以避免濫用抗生素造成的抗藥性。

參考文章: Universität Freiburg, Advanced Materials

圖片來源:Canva Pro/生醫人網摘 編輯

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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