10月16日消息，戴在皮肤上的小型非侵入性贴剂可以准确检测患者系统中的药物水平，与当前临床方法的准确性相匹配。在一次小型临床评估中，伦敦帝国理工学院的研究人员首次展示了如何使用微针生物传感器监测抗生素浓度的变化。

微针生物传感器。图片来源：伦敦帝国学院/蒂莫西·罗森（Timothy Rawson）

他们的发现发表在《柳叶刀数字健康》（The Lancet Digital Health）上，表明这些传感器能够实时监测体内抗生素浓度的变化，其结果与从血液测试中获得的结果相似。

研究小组认为，这项技术可以通过显示出他们的身体“用尽”药物的速度来改变治疗严重感染患者的方式。研究人员补充说，如果未来的开发和测试证明是成功的，并且该技术已进入临床，它将有助于削减NHS的成本，减少耐药性感染并改善对威胁生命的感染患者的治疗，并改善对轻度感染的患者的管理。那些。

他们补充说，生物传感器可以减少对血液采样和分析的需求，并提供更有效，个性化的药物输送，而这些药物有可能在门诊以外的医院环境中输送。

帝国大学传染病学系的蒂莫西·罗森（Timothy Rawson）博士领导了这项研究。他说：“微针生物传感器具有监测和治疗最病患者的巨大潜力。只有在住院治疗严重细菌感染的患者时，我们才能观察我们给予他们的抗生素是否有效是要拭目以待，看看它们的反应如何，并经常抽取血液样本来分析其系统中药物的水平，但这可能需要一些时间。

“我们的生物传感器可以帮助改变这一状况。通过在手臂皮肤上或潜在地在感染部位使用简单的贴片，它可以告诉我们人体使用了多少药物，并为我们提供了重要的医学信息。实时信息。”

微针生物传感器使用一系列微观的“牙齿”穿透皮肤并检测细胞之间流体的变化。这些牙齿充当检测pH值变化的电极，并可以涂有与所选药物发生反应的酶，如果存在药物，则可以改变周围组织的局部pH。

该技术已用于连续监测血糖，但帝国集团首次展示了其在监测药物浓度变化中的潜力。

在一项小型的概念验证试验中，Imperial团队在接受青霉素剂量的10名健康患者中对传感器进行了试验。将传感器贴片（1.5平方厘米）放在前臂上，并与监护仪连接，并经常进行测量-从接受青霉素口服之前的30分钟到此后的四个小时。在相同时间点采集血样进行比较。

从九名患者收集的数据表明，这些传感器可以准确检测患者体内青霉素的浓度变化。研究人员发现，尽管不同患者的青霉素浓度差异很大，但生物传感器的总体读数与血液样本的读数相似，表明药物浓度随时间显着下降。

根据研究小组的说法，早期发现是积极的，但他们解释说该研究受到样本量很小的限制，并且仅在健康患者中使用单一抗生素进行了检测。

研究人员解释说，随着对更大患者群的进一步测试以加强最初的发现，他们将寻找传感器如何帮助优化青霉素和类似抗生素的剂量。他们还补充说，传感器可以像胰岛素泵那样构成“闭环系统”的基础，在这种系统中，向患者施用抗生素并对其水平进行持续监控，以确保它们能收到足够的剂量。

化学系的托尼·卡斯（Tony Cass）教授说：“这项小型的早期试验表明，传感器技术在检测人体中青霉素浓度的变化方面与金标准临床分析同样有效。随着进一步的发展，这项技术对于监视和治疗严重感染的患者可能至关重要。更广泛地，它可以用于监视许多其他药物并针对多种疾病进行个性化治疗。”

该技术是通过由美国国立卫生研究院（NIHR）和基金会Merieux资助的研究开发的。在帝国大学医疗保健NHS信托基金会的NIHR帝国生物医学研究中心招募并治疗了志愿者。这项合作工作将通过帝国国家抗菌素研究和优化国家中心（CAMO）进一步推进。

帝国理工学院传染病学系的艾莉森·霍尔姆斯（Alison Holmes）教授，帝国理工学院HCAI和AMR的NIHR健康保护研究部门主任，帝国理工学院和CAMO表示：“这项技术是科学家，医务人员和工程师之间密切合作的一个例子。英国的医疗机构可能会改变我们对待病人的方式。抗生素耐药性和耐药性感染是当今世界人类健康面临的最大威胁。”

Holmes教授补充说：“诸如微针生物传感器之类的技术解决方案可能对改善我们如何使用和保护可用于治疗患者的挽救生命的抗生素武器库至关重要。最终，这些类型的协作，多学科的解决方案可能会导致早期发现更好地治疗感染，有助于挽救更多生命，并为子孙后代保护这些宝贵的药物。”

关于生物传感器

生物传感器(biosensor)，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。