霧化抗菌藥物對呼吸道細菌及生物膜抑制效果

生物膜泛指聚集的微生物群體，生物膜中細菌對抗生素和消毒劑的耐受性增加，能抵抗身體防禦系統吞噬作用和防禦機制，而微生物移動力和生物膜的形成有直接關係，若能抑制呼吸道主要感然源之綠膿桿菌或其他細菌生長及聚集成生物膜，便能降低呼吸道疾病病人的急性發作，且診斷呼吸器相關肺炎病人中發現與氣管內管上第四期生物膜有極大相關性。吸入高張食鹽水除了用於痰液誘導促進痰液排除，同時也具有抑制綠膿桿菌鞭毛活力及群體移動效果，而吸道感染由多種細菌所造成，若能測試高張食鹽水其他菌株的抑制性，也許能應用於治療呼吸道病感染。Acetylcysteine除了化痰效果，近年來許多研究證實它同時具有抗氧化、抗發炎活性、以及抗菌活性，且被具有預防生物膜形成與抗藥性生物膜的抗菌效果。新藥開發時間冗長且耗費龐大，若將舊藥新用，合併能降低痰液黏稠度及細菌活動力之藥物，也許可解決部分日益嚴重抗藥性問題。藥物以吸入治療可以將藥物直接輸送到感染的呼吸道中，因此本研究希望藉由合併抗生素、acetylcysteine、及高張食鹽水的抗菌作用，檢視暴露霧化藥物環境對於細菌抑制或根除的加乘效果。本研究目的是將探討霧化以上三類藥物對綠膿桿菌及病人痰液中細菌的抑菌效果。藉由跨領域研究，先期目標是在實驗模組中，測試噴霧器對者以上三類藥物的噴霧效率，研究氣動噴霧器或效能較好的篩孔式振盪噴霧器（vibrating mesh nebulizer）霧化三種藥物後之粒徑、吸入藥量。之後取插管病人的痰液及氣管內管中之生物膜，暴露於霧化藥物環境中，觀察痰液黏彈性（viscoelasty）之改變，及綠膿桿菌及病人樣本中細菌之活動力影響、氣管內管上生物膜生長情形，以及痰液及氣管內管上之細菌類別與數量。第二年的目標是建立微流體晶片，此系統中，流道末端的生物膜形成區，透過含有抗生素與一般培養液在流道內的流動與混合，抗生素會形成連續的濃度梯度，進而在特定的濃度下抑制細菌的生長，藉由觀察與記錄可以獲得該菌種在形成生物膜後之半抑制濃度。另外生物膜細菌抗藥性與胞外多醣所造成的藥物滲透障礙有關。因此本第二年亦將測試霧化藥物針對病人細菌的穿透性，藉由新建立多層次過濾模組，檢定抗生素在生物膜中的濃度，可觀察生物膜類細菌數量、最小抑制濃度、及活動力影響。

系統編號:PC10708-0976
原計畫編號:MOST107-2314-B182-067