目前报道最多需要避免与碳青霉烯类药物联用的是抗癫痫药丙戊酸（valproic acid，VPA）。1997年首次报道帕尼培南／倍他米隆与丙戊酸钠合用后，显著降低丙戊酸的浓度。3例患者在应用帕尼培南／倍他米隆后丙戊酸血药浓度降至合并用药前的0～40%，血清丙戊酸水平在帕尼培南／倍他米隆给药后2天开始显著降低，停药后24小时内开始恢复。在帕尼培南／倍他米隆使用过程中，3例患者中有2例发生癫痫，表明帕尼培南／倍他米隆与丙戊酸联用有诱发癫痫的危险。亚胺培南与丙戊酸联用导致丙戊酸血药浓度降低情况也有报道，1例慢性阻塞性肺疾病急性加重患者，在使用亚胺培南／西司他丁后丙戊酸血药浓度显著降低，降低幅度约47%，停用亚胺培南／西司他丁7天后丙戊酸血药浓度值升高近1倍。

一项日本的回顾性研究，对2年36例同时应用美罗培南和丙戊酸钠的住院患者进行分析发现，美罗培南给药后，丙戊酸的平均血药浓度从（50.8±4.5）mg/L降至（9.9±2.1）mg/L。在停用美罗培南后7天内，丙戊酸血浆浓度依然保持低水平，直至8～14天后才逐渐恢复，达到美罗培南应用前水平。在美罗培南应用后24小时内抽取的血浆样本，平均丙戊酸血药浓度就降至（9.9±3.2）mg/L。丙戊酸的治疗效果是浓度依赖性，上述研究表明联用美罗培南在24小时内就会导致丙戊酸血药浓度的显著下降，且停药后7天才能缓慢恢复，因此建议临床尽可能避免该两类药物同时使用。

不同种类的碳青霉烯类药物对丙戊酸血药浓度具有不同程度的影响，其中美罗培南可使丙戊酸血药浓度降低80%～90%，帕尼培南降低70%，多尼培南降低66%～67%，厄他培南降低60%，亚胺培南降低30%～40%。合并用药期间增加丙戊酸的剂量难以达到满意的丙戊酸血药浓度。停用碳青霉烯类药物后，其血药浓度在8～14天缓慢回升。2010年欧洲药品管理局（EMA）在药品安全性报告中提示，应避免同时使用碳青霉烯类药物和丙戊酸，且两者之间的相互作用无法通过监测丙戊酸血浆浓度或调整剂量来监控。建议在碳青霉烯类抗菌药治疗期间，尽量选择其他类的抗癫痫药物。日本厚生省卫生福利部已经明确禁止碳青霉烯类与丙戊酸合用。

合用碳青霉烯类药物可使丙戊酸的血浆浓度显著下降，可能与碳青霉烯类药物影响丙戊酸的吸收、分布和代谢过程有关。

一项以大鼠为模型的研究发现，碳青霉烯类药物能够减少肠道转运体对丙戊酸的吸收，减少肠道菌群产生的β-葡萄糖醛酸酶，抑制了葡萄糖醛酸化的丙戊酸（VPA-G）的肠肝循环。进一步考察亚胺培南对大鼠体内丙戊酸药代动力学过程的影响发现，静脉合用亚胺培南会使口服丙戊酸的 C _max降低，但并不降低静脉给予丙戊酸的 C _max。原位血管-小肠肠腔灌注研究发现，亚胺培南能减少丙戊酸从肠腔向血管中的转移，因此推断亚胺培南可能减少丙戊酸的肠道吸收而降低口服丙戊酸的血浆浓度。

一项研究从丙戊酸在大鼠和人类的红细胞分布的角度探讨了碳青霉烯类药物与丙戊酸相互作用的机制。实验大鼠静脉注射亚胺培南或帕尼培南后，再静脉或肠内给予丙戊酸。结果显示，虽然亚胺培南和帕尼培南均显著降低血浆中的丙戊酸浓度，但并未影响丙戊酸在全血中的浓度，因为丙戊酸在红细胞内的分布显著增加。同时，临床2例难治性感染且正在应用丙戊酸的患者在接受静脉注射亚胺培南后，出现了丙戊酸的红细胞分布的显著增加，同时血浆丙戊酸水平降低至亚胺培南给药前的40%～60%。据此推测碳青霉烯类导致丙戊酸血浆水平显著降低，至少部分归因于丙戊酸的红细胞分布增加。进一步的研究发现丙戊酸在红细胞分布变化可能与多药耐药相关蛋白（MRPs）有关。MRP介导丙戊酸的红细胞跨膜转运，但其转运活性会受到帕尼培南的抑制，因此导致丙戊酸红细胞分布增加。

一项研究发现，帕尼培南能使大鼠肝脏尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）水平升高约1.7倍，而UDPGA升高将导致VPA-G水平随之升高。帕尼培南虽然并不影响肝脏对丙戊酸的摄取，但可以促进丙戊酸代谢为VPA-G，从而降低了血浆游离丙戊酸水平。进一步在家兔和猴中的研究发现碳青霉烯类药物可以抑制肝脏中VPA-G的水解，增加以VPA-G形式的排泄，从而加快丙戊酸的肾脏清除过程。

一项实验比较了丙戊酸单用与美罗培南联用后丙戊酸的肾脏清除率。结果发现，美罗培南使丙戊酸的清除率增高至丙戊酸单用时的1.5倍［6.09 vs 4.28ml/（min·kg）］。丙戊酸单用组和美罗培南丙戊酸联用组的丙戊酸累积尿排泄率分别为剂量的0.54%和0.62%，而VPA-G的累积尿排泄率分别为45.6%和62.5%，即美罗培南使VPA-G的尿排泄率显著升高。

丙磺舒是一种阴离子转运蛋白抑制剂，由于其能够抑制药物在肾小管的分泌，在健康受试者中的研究发现丙磺舒会增加亚胺培南的药时曲线下面积（AUC）和半衰期，并明显降低西司他丁的肾清除率。在丙磺舒存在下，美罗培南的血浆半衰期延长了33%，但尿药回收率未受影响。一项研究观察了丙磺舒在不同种动物中对多尼培南的影响。大鼠中多尼培南的药代动力学参数并未因合并使用丙磺舒改变，但在猴子中，在联合应用丙磺舒后，多尼培南的血浆AUC升高为原来的2.2倍，尿排泄略有延缓。多尼培南的说明书中也提示，当与丙磺舒合用时多尼培南的AUC和 t _1/2分别增加了75%和53%。

阿米卡星和亚胺培南联用，会使亚胺培南的 C _max从单用时的（7.70±4.60）mg/L升高至（26.00±7.56）mg/L，对于半衰期、AUC以及清除率的影响并不显著。可能机制主要是两者均通过肾小球滤过来消除，阿米卡星竞争性抑制了亚胺培南的清除。由于阿米卡星可能导致亚胺培南血清水平的瞬时升高，有可能增加神经系统不良反应而诱发癫痫发作。

更昔洛韦和亚胺培南应避免同时使用，因为在同时接受这些药物的患者中已经报告有癫痫发作，但与其他碳青霉烯类联用是否会导致癫痫发作尚未有报道。此外，碳青霉烯类抗菌药物与高剂量的茶碱、非甾体抗炎药联用也有易诱发癫痫发作的风险，应尽量避免同时使用。