Telemedicina 2021.08.22.

A University of British Columbia Okanagan campus kutatói olyan olcsó és hordozható mikrohullámú érzékelőt fejlesztettek ki, amely gyorsan érzékeli a baktériumok növekedésének változásait az antibiotikum-érzékenység felmérése érdekében. Az eszköz egy osztott gyűrűs mikrohullámú rezonátor segítségével nagyon érzékenyen képes mérni a baktériumok növekedését különböző antibiotikum-koncentrációk jelenlétében, mielőtt a növekedésben bármilyen látható változás bekövetkezne. A technológia csökkenti az ilyen vizsgálatokkal járó időt és költségeket, és utat nyithat a személyre szabott antibiotikum-terápia számára az alacsony erőforrásokkal rendelkező vagy távoli régiókban.

Az antibiotikumok forradalmasították az egészségügyi ellátást, lehetővé téve, hogy a rutinszerű sebészeti beavatkozások a pusztító fertőzéstől való indokolatlan félelem nélkül történhessenek, és véget vetve a csúnya betegségek széles skálájának, amelyek korábban évente emberek millióinak halálát vagy rokkantságát jelentették volna. Ezeket az előrelépéseket azonban lassan, de biztosan tönkreteszi az antibiotikum-rezisztencia, amely évről évre növekszik.

"Számos baktériumtípus folyamatosan fejlődik, hogy rezisztenciát fejlesszen ki az antibiotikumokkal szemben. Ez világszerte égető probléma a kórházak számára, miközben az érzékelő- és diagnosztikai technológia csak lassan alkalmazkodik" - mondta Mohammad Zarifi, a tanulmányban részt vevő kutató egy sajtóközleményben.

A fő probléma az antibiotikumok nem megfelelő használata, és a megoldás része, hogy minden egyes beteg esetében a megfelelő antibiotikumot kell kiválasztani. Végül is kevés értelme van annak, hogy olyan fertőzésre írjunk fel antibakteriális szert, amelyet olyan baktériumok okoznak, amelyek már rezisztensek az adott szerrel szemben. Itt kerül előtérbe a személyre szabott antibiotikum-terápia, amely magában foglalja a betegséget okozó baktériumok egy adott betegből vett mintájának vizsgálatát antibiotikum-érzékenységük szempontjából, mielőtt felírnák a megfelelő antibiotikumot.

A probléma az, hogy ez a folyamat jelenleg időigényes és drága, gyakran 48 órát is igénybe vesz, ami nem vicc, ha súlyos fertőzésről van szó. "A hosszabb várakozási idő jelentősen késleltetheti a betegek kezelését, ami további orvosi komplikációkhoz vagy akár halálos kimenetelű esetekhez is vezethet. Ez a módszer jól mutatja, hogy szükség van egy megbízható, gyors és költséghatékony kimutatási eszközre" - mondta Zarifi.

Ez az új technológia a mikrohullámú érzékelésre támaszkodik, mint eszközre a baktériumminta növekedésének nyomon követésére különböző antibiotikum-koncentrációk jelenlétében. A rendszer elég érzékeny ahhoz, hogy az emberi szem számára láthatatlan különbségeket is érzékeljen a baktériumok növekedésében, és ezt egy osztott gyűrűs mikrohullámú rezonátor segítségével éri el. A baktériumsejtek által az antibiotikum hatására felszabaduló töltött anyagok segíthetnek a mérésben, de lényegében az osztott gyűrű rezonancia-válaszát befolyásolja a baktériumminta agaron történő növekedése.

A kutatók végső soron azt remélik, hogy a technológiába egy mesterséges intelligencia elemet is be tudnak építeni, amely segíthet az érzékelésben és a személyre szabott antibiotikum-kezelés előrejelzésében.

"Végső célunk az antibiotikumok nem megfelelő használatának csökkentése és a betegek ellátásának minőségének javítása" - mondta Zarifi. "Minél több ilyen minőségi eszköz áll az egészségügyi dolgozók rendelkezésére, annál nagyobb a baktériumok és vírusok elleni küzdelem képessége."

Study in Scientific Reports: Rapid and real-time monitoring of bacterial growth against antibiotics in solid growth medium using a contactless planar microwave resonator sensor

Via: University of British Columbia Okanagan campus