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醫研合作開發抗生素藥敏檢測晶片 可降低敗血症死亡風險
光電整合晶片大幅縮短診斷時間

【CTIMES/SmartAuto 陳復霞整理 報導】   2018年09月06日 星期四

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醫研合作開發利用光電整合晶片科技開發出新款抗生素藥敏檢測晶片,可降低敗血症死亡風險,並大幅降低檢測成本。

國研院院長王永和和臺中榮民總醫院院長許惠恆共同主持「抗生素藥敏檢測晶片」合作計畫成果展時,與多位貴賓合影。
國研院院長王永和和臺中榮民總醫院院長許惠恆共同主持「抗生素藥敏檢測晶片」合作計畫成果展時,與多位貴賓合影。

敗血症是指病菌侵入人體後造成的全身性嚴重發炎反應,隨病程發展會造成器官功能衰竭,死亡率達20%~30%。對抗敗血症必須針對病菌施以正確的抗生素,但是現在的診斷技術,從病人送進醫院到找出正確的抗生素,約需96小時。國研院奈米元件實驗室開發出「抗生素藥敏檢測晶片」,不但可將診斷時間縮短至51小時,降低敗血性休克造成的死亡率,且可大幅降低檢測成本。

當病人出現敗血症的症狀時,目前醫院的做法,是先抽血培養48小時,確認血液中含有細菌;再將陽性血瓶產物塗在培養皿上,培養24小時,等培養皿中的細菌濃度提高到一定程度,且會影響檢測結果的血球都已破裂;接著取培養後的細菌裝入不同試管,並在各試管中分別投入不同的抗生素,等待16~24小時,根據細菌的成長情形,研判哪一種抗生素可以有效抑制細菌。全部過程約需96小時。

國研院奈米元件實驗室鄭宜肪博士利用光電整合晶片科技開發出的「抗生素藥敏檢測晶片」,利用電操控的方式,將血液中的細菌集中到很小的區域內,並且將會影響檢測結果的血球隔離在檢測區外圍;再搭配利用奈米技術開發的非常敏銳的微型化光電感測晶片,即可查知極為微小的細菌濃度變化。

使用這項技術,只要經過前述第一步驟的48小時培養、確定病人血液中含有細菌後,可免除培養皿培養,直接裝入不同抗生素試管,3小時後各試管細菌濃度因藥物敏感性與抗藥性造成的些微差異,即可直接以此技術分析出來,而得知何者為有效抗生素,因此可將總檢測時間96小時大幅縮短到51小時。

國研院奈米元件實驗室並已與臺中榮民總醫院醫學研究部合作,以陽性血液培養瓶檢體進行抗生素檢測測試,此一新技術與醫院現有的自動化微生物分析儀檢測方式檢測結果的符合率高達88.2%。此外,和現有檢測方式相比,抗生素藥敏檢測晶片的檢測成本也降低許多,現有的自動化微生物分析儀一台售價300萬元,而奈米光電抗生素藥敏檢測晶片的儀器成本僅1/20,且總檢測時間加快40小時以上。此系統所開發的相關技術已獲得3項台灣專利與2項美國專利,目前已完成臨床檢體測試,預計兩年內即可商品化。

除了敗血症之外,抗生素藥敏檢測晶片未來還可應用到其他細菌感染病症例如尿道炎、腹膜炎、化膿性關節炎等,另外也可應用於食品、畜牧業與漁業,例如乳牛、水產的細菌檢測,這些都有待進一步開發。

國研院院長王永和和臺中榮民總醫院院長許惠恆共同主持合作計畫成果展示時皆表示,將奈米科技應用於生醫領域是國家的發展重點之一,醫學中心與研究中心的合作與創新,是奈米技術發展為生醫商品之關鍵,而抗生素藥敏檢測晶片正是「醫研合作」的最佳範例。未來將延續此合作模式,將奈米科技應用於生醫領域,開發出更多創新產品,造福廣大病患。

圖左起為國研院奈米元件實驗室南區服務組薛漢鼎組長、企劃推廣組沈昌宏組長、鄭宜肪博士、葉文冠主任、國研院王永和院長、臺中榮總許惠恒院長、呂炳榮副院長、醫學研究部江榮山主任、醫學研究部轉譯醫學研究科趙德馨主任、病理檢驗部微生物科林進福主任、重症醫學部李博仁主任、醫學研究部轉譯醫學研究科趙文震醫師。

關鍵字: 檢測晶片  抗生素  藥物過敏  國研院  臺中榮總 
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