We vertrouwen op antibiotica om bacteriële infecties te behandelen, maar de opkomst van antibioticaresistente bacteriën dwingt artsen en patiënten te kampen met veranderende behandelplannen. Verder, huidige laboratoriumtests om te bepalen welke bacterie een bepaalde infectie veroorzaakt, duurt dagen om te voltooien en, in geval van ernstige infectie, de resultaten zijn vaak te laat voor de patiënt.

Mechanische ingenieurs van het Korea Advanced Institute of Science and Technology hebben onlangs een microchip-antibioticumtestplatform ontwikkeld dat slechts zes tot zeven uur nodig heeft om de juiste medicatie te bepalen.

"Proberen te bedenken welk medicijn in welke dosering moet worden gebruikt, in de snelst mogelijke tijd, is de sleutel bij het succesvol behandelen van bacteriële infecties, " zei Jessie Jeon, een auteur op papier.

Artsen behandelen levensbedreigende infecties vaak met een cocktail van antibiotica, in de hoop dat een van de antibiotica de bacteriële infectie zal stoppen. Echter, het algemeen voorschrijven van antibiotica draagt ​​bij aan de toename van bacteriële resistentie.

"Het effect van verschillende combinaties van medicijnen op een eenvoudige manier achterhalen, heeft waarschijnlijk een grote impact op de gezondheid, " zei Jeon. Ze legde uit dat het snelle microfluïdische systeem van haar team het eerste was waarvoor combinatorische behandelingen waren getest.

De snelheid en het succes van het nieuwe testsysteem voor gevoeligheid voor antibiotica van het Koreaanse team is te danken aan twee belangrijke innovatieve ontwerpkenmerken.

Het eerste kenmerk was het ontwikkelen van een doseringsbereik voor antibiotica, cruciaal voor het berekenen van de minimale remmende dosering die bacteriegroei voorkomt. Door continu antibiotica door de halve millimeter brede kanalen in de microchip te pompen, het team stelt binnen 30 minuten een doseringsbereik vast via microchip. Een cruciale tijdsbesparing, het doseringsbereik stelde het team in staat om de minimale remmende dosering binnen een enkele test te bepalen.

Het tweede kenmerk was het gebruik van een handige methode om bacteriegroei binnen de microchip te kwantificeren. Er werden afbeeldingen gemaakt van de in agar omhulde bacteriën en het verschil in kleur tussen agar-gebieden bij een hogere antibioticumconcentratie, waar geen bacteriën groeiden (die donker waren), en de meer reflecterende witte gebieden, waar bacteriekolonies gemakkelijker groeiden, werd gekwantificeerd op een positiespecifieke grijsschaal.

Uitlijning van de vijf antibiotica die in dit nieuwe systeem zijn getest met de klinische gouden standaardmetingen suggereert dat het microchipsysteem gevoelig genoeg is voor klinische toepassing, voegde Jon toe.

"We kunnen zien dat onze assemblage behoorlijk robuust werkt met een enkel medicijn, en hebben ook aangetoond dat het met twee medicijnen kan werken; nu willen we de toepassing op combinatorische geneesmiddelen verder optimaliseren, " zei Jeon.

Het artikel verschijnt in Biomicrofluïdica op 5 februari 2019.