PharmaNexus
Simulator precision dosing antibiotik berbasis Android untuk pasien kritis — menggabungkan engine PK/PD dua-kompartemen, Bayesian TDM, dan Monte Carlo PTA dalam satu aplikasi offline-first.
Mengapa PharmaNexus?
Pasien sepsis di ICU mengalami perubahan fisiologi drastis: hipoalbumin, augmented renal clearance, syok septik, CRRT — yang membuat dosis antibiotik standar sering kali subterapeutik atau toksik. Namun platform precision dosing kelas dunia (InsightRX Nova, DoseMeRx) berbasis EHR, berbayar mahal, dan hampir tidak tersedia di Indonesia.
PharmaNexus menempati ceruk yang belum terisi: kalkulasi PK/PD tervalidasi literatur, visualisasi Body Twin yang intuitif, dan transparansi penalaran eksplisit lewat Trail tab — seluruhnya berjalan offline di Android, tanpa integrasi EHR, tanpa biaya lisensi.
Yang membedakan PharmaNexus bukan hanya rekomendasi dosis, tapi keterbacaan algoritmik. Setiap verdict — OPTIMAL, SUBOPTIMAL, TOXIC, atau FAILED — disertai dekomposisi langkah demi langkah di Trail tab. Klinisi dan PPDS tidak hanya tahu dosis apa yang direkomendasikan, tapi memahami mengapa.
Sepuluh Kapabilitas Inti
Arsitektur single source of truth: seluruh fitur mengkonsumsi satu objek DRUGS terpusat dengan 46 obat tervalidasi.
Engine PK/PD 2-Kompartemen
Two-compartment ODE dengan zero-order infusion input dan first-order elimination — diselesaikan via RK4 pada dt 0.01 jam.
- Kovariat: CLcr (Cockcroft-Gault IBW), albumin, shock state, CRRT
- Simulasi hingga 72 jam · steady-state detection eksplisit
- Output: fT>MIC · AUC₀₋₂₄ · Cmax · Cmin · t½α / t½β · Vdss
Bayesian TDM — MAP Estimation
Input 1–5 sample TDM pasien → re-estimasi CL & Vc individual via MAP coordinate descent di log-space.
- Auto-fallback ke population PK bila TDM belum tersedia
- Transparansi: badge "🎯 TDM n=2" di verdict · banner deviasi (+45% vs pop)
- Log-normal assay error 20% CV · graceful handling outlier
Monte Carlo PTA
1000 iterasi stokastik dengan IIV log-normal untuk menghitung Probability of Target Attainment.
- Tiga target: minimal (40% fT>MIC) · optimal (100%) · aggressive (100% fT>4×MIC)
- Evaluasi population-level dosing — komplementer MAP individual
Body Twin Visualization
Partikel obat menganimasi tubuh pasien real-time. Tidak ada platform precision dosing global yang menawarkan ini.
- Turbin ginjal berputar proporsional terhadap CLcr (merah = ARC, kuning = GGK)
- Partikel obat: opacity = visual_intensity (post-hoc normalized)
- MIC shield: utuh bersinar merah · retak saat fT>MIC tercapai
Trail Tab — Reasoning Eksplisit
Panel read-only 4–7 step alur pikir aplikasi. Mengubah PharmaNexus dari black-box calculator menjadi alat edukasi bedside.
- Step 1: mechanism pill — TIME-DEPENDENT / AUC-DRIVEN / CONC-DEPENDENT
- Step 3 (opsional): TDM Bayesian — MIRIP POPULASI / DEVIASI SIGNIFIKAN
- Step 6: verdict + alasan spesifik (kenapa OPTIMAL, kenapa SUBOPTIMAL)
- Step 7: 4 rekomendasi klinis actionable
Dual Drug Mode
Simulasi paralel dua antibiotik dengan 28 interaksi bidirectional (sinergis / aditif / antagonis).
- Drug A (teal) + Drug B (ungu) ditampilkan dalam satu kurva dan satu Body Twin
- Interaksi teraudit: Vancomycin+Piperacillin-Tazobactam (AKI), Meropenem+Amikacin (sinergi)
Dose Optimizer (Class-Specific)
Grid search dengan logika spesifik per kelas farmakologi. Merekomendasikan extended infusion untuk β-laktam.
- fT>MIC: interval q4h hingga q12h × infusi 0.5–4h
- AUC/MIC & Cmax/MIC: once-daily extended interval (mis. amikacin ODA)
- Rationale eksplisit "why ini, why not yang lain" di kandidat output
Local Antibiogram Integration
Data resistensi embed per unit — ICU Dewasa, Bangsal Umum, NICU — selaras CLSI M39 / IDSA 2025.
- Threshold IDSA 2025: ≥90% untuk syok septik · ≥80% untuk sepsis non-syok
- Badge verdict adequate / below-shock / consider-alternative
- Data antibiogram RSDM siap ship (Jan 2024–Jun 2025 KPRA)
CRRT-Aware Dosing · 4 Modalitas
CVVH · CVVHD · CVVHDF · SLED — dengan koefisien sieving per-obat.
- Meropenem / Cefepime / Aminoglikosida: fully cleared (SC ≈ 0.9–1.0)
- Vancomycin: moderately cleared (SC ≈ 0.7)
- Colistin · Ceftriaxone · Daptomycin: poorly dialyzed (SC ≤ 0.3)
46 Obat · 29 Kelas · 443 MIC Entries
Formularium mencakup β-laktam inti, BL/BLI generasi baru, antifungal, dan salvage agent untuk patogen resisten.
- BL/BLI modern: Ceftazidime-Avibactam, Ceftolozane-Tazobactam, Sulbactam-Durlobactam (CRAB salvage)
- Siderofor cefalosporin: Cefiderocol (CRE/CRAB/S. maltophilia)
- Antifungal: Echinocandin, Voriconazole, Isavuconazole, Amphotericin B
- Salvage: Minocycline IV (CRAB kombo), Polymyxin B, Colistin
Bagaimana PharmaNexus Dipakai di Klinik
PharmaNexus tidak dirancang untuk alur linier kaku — klinisi masuk dari pintu paling relevan dengan pertanyaannya.
Skenario 1 — Sepsis awal, dosis empirik
Input profil (BB 70, Alb 1.8, CLcr 130 → ARC) → Pilih Meropenem 1 g q8h 30-min infus → Verdict SUBOPTIMAL (fT>MIC 58%) → tekan Optimize → rekomendasi 1 g q8h extended 3-h infusion (fT>MIC 92%) → Trail Step 7: "Perpanjang durasi infus bukan naikkan dosis"
Skenario 2 — Pasien CRRT, vankomisin TDM
Set CRRT modality CVVHDF → Pilih Vancomycin LD 25 mg/kg + 15 mg/kg q12h → Simulasi population: AUC₀₋₂₄ 520 (target 400–600) → Input 2 sample TDM → MAP recalibrate: CL individual 3.8 L/h (+32% vs pop) · AUC real 680 → verdict TOXIC AUC → rekomendasi turun ke q24h
Skenario 3 — CRAB pneumonia, terapi kombinasi
Pilih Sulbactam-Durlobactam 1 g q6h 3-h infus · A. baumannii MIC 4 → Verdict OPTIMAL → aktifkan Dual Drug Mode tambah Minocycline IV 100 mg q12h → Trail Step 6: interaksi potentially synergistic → Antibiogram RSDM: CRAB Sulb-Dur 94% S → badge adequate for shock
Alur Penggunaan (Workflow)
Instruksi singkat untuk menjalankan kalkulasi farmakokinetik secara presisi langsung di samping tempat tidur pasien.
Instalasi & Sistem
Pasang APK di Android. Aplikasi berjalan sepenuhnya offline tanpa butuh internet, menjaga privasi data medis.
Profil Dasar Pasien
Pilih obat dari formularium dan isi data biometrik: berat badan aktual, usia, nilai albumin, serta estimasi CLcr.
Status Klinis & RRT
Tentukan parameter penyulit: modalitas cuci darah (CVVH/SLED), status syok septik, dan unit asal.
Pengaturan Regimen
Gunakan antarmuka slider untuk meracik: loading dose, besar dosis utama, durasi infus, dan interval waktu.
Evaluasi & Reasoning
Amati label Verdict di panel utama, lalu buka Trail Tab untuk membaca dekomposisi logis "mengapa" dosis tersebut terpilih.
Otomasi Optimasi
Jika simulasi berlabel Suboptimal, tekan tombol Optimize Dose. Mesin akan melakukan grid search berbasis kelas farmakologi.
Kalibrasi TDM Bayesian
Input hingga 5 sampel kadar darah (jika ada). Kurva PK dan clearance akan dikalibrasi otomatis untuk individu pasien.
Ekspor Rekam Medis
Cetak laporan dalam bentuk PDF terstruktur. Dokumen merangkum kurva grafik, gauge pencapaian target, serta rekomendasi lengkap.
Referensi Inti
Population PK · Meropenem & Kritis
- Gijsen M, et al. Meropenem target attainment and population PK in critically ill septic patients. Infect Drug Resist. 2022;15:53-62.
- An G, et al. Evaluation of empirical dosing regimens for meropenem in ICU patients using population PK modeling. Antimicrob Agents Chemother. 2023;67:e01312-22.
- Jaruratanasirikul S, et al. Population PK and Monte Carlo dosing simulations of meropenem during early phase of severe sepsis. Antimicrob Agents Chemother. 2015;59:2995-3001.
- Boonpeng A, et al. Meropenem dosing optimization on day 1 and steady state in critically ill patients. Sci Rep. 2025.
TDM, AUC-Guided & Bayesian MIPD
- Rybak MJ, et al. Therapeutic monitoring of vancomycin for serious MRSA infections: ASHP/IDSA/PIDS/SIDP revised consensus. Am J Health-Syst Pharm. 2020;77(11):835-864.
- Kantasiripitak W, et al. Software tools for model-informed precision dosing. Front Pharmacol. 2020;11:620.
- Hernandez-Morato M, et al. MIPD software tools for dosage regimen individualization: A scoping review. Pharmaceutics. 2023;15(7):1859.
Stewardship & Resistensi
- Tamma PD, et al. IDSA 2024 Guidance on Antimicrobial Resistance in Gram-Negative Infections. Clin Infect Dis. 2024;ciae403.
- WHO. AWaRe classification of antibiotics, 2023. WHO/MHP/HPS/EML/2023.04.
- Kemenkes RI. Permenkes 28/2021 — Pedoman Penggunaan Antibiotik di Fasyankes.
- CLSI M39-Ed5 (2022) — Standar antibiogram kumulatif.
- Data Antibiogram RSUD Dr. Moewardi Jan 2024–Jun 2025 (KPRA).
Digital Twin & Regulasi SaMD
- Bjoernsson TD, et al. Digital patient twins for personalized therapeutics. Front Digit Health. 2023;5:1302338.
- FDA CDS guidance update January 2025: Clinical Decision Support Software exemption criteria under 21st Century Cures Act.
- IMDRF/SaMD WG. Software as a Medical Device: Clinical Evaluation guidance.
Disclaimer. PharmaNexus adalah alat bantu edukasi dan keputusan klinis berbasis model populasi PK/PD. Saat ini berada pada tingkat minimum viable product — belum melalui validasi prospektif formal dan belum terdaftar sebagai Software as a Medical Device (SaMD). Hasil simulasi tidak menggantikan penilaian klinis komprehensif, kultur mikrobiologi, TDM laboratorium bersertifikat, maupun konsultasi farmasi klinis dan KPRA. Penggunaan merupakan tanggung jawab klinisi.