Léger sur – les bactéries mortes. La désinfection des surfaces pourrait être aussi simple que cela. Pour transformer cette idée en une arme contre les germes résistants aux antibiotiques, les chercheurs EMPA développent un revêtement dont l'effet germicide peut être activé par la lumière infrarouge. Le revêtement en plastique est également adapté à la peau et respectueux de l'environnement. Une première application est actuellement mise en œuvre pour la dentisterie.
Les bactéries résistantes aux antibiotiques et les virus émergents sont une menace croissante pour le système mondial des soins de santé. Environ 5 millions de morts chaque année sont liés à des germes résistants aux antibiotiques, et plus de 20 millions de personnes sont mortes pendant la pandémie de virus Covid-19. Les chercheurs de l'EMPA travaillent donc sur de nouvelles stratégies nécessaires pour lutter contre de tels agents pathogènes. L'un des objectifs est d'empêcher la propagation des agents pathogènes résistants et de nouveaux virus avec des matériaux et des technologies intelligents.
Les surfaces qui entrent en contact constant avec des agents infectieuses, tels que les poignées de porte dans les hôpitaux ou l'équipement et les infrastructures dans les salles opérationnelles, sont un domaine d'application particulièrement approprié pour ces matériaux. Une équipe interdisciplinaire de Three EMPA Laboratories, ainsi que l'Université tchèque Palacký à Olomouc, a maintenant développé un revêtement de surface sans métal respectueux de l'environnement et biocompatible qui tue de manière fiable les germes. Le point culminant: l'effet peut être réactivé encore et encore en l'exposant à la lumière.
Biocompatible et efficace
Le nouveau matériau est conçu pour tuer les micro-organismes localement et rapidement. «
Giacomo Reina, Empa's Nanomaterials in Health Laboratory à St. Gallen
Une matrice de base d'alcool polyvinylique, un plastique biocompatible qui est également utilisé dans l'industrie alimentaire, a été utilisé à cette fin. L'acide graphénique est intégré à cette matrice spécialement synthétisée, qui est parfaitement adapté comme un revêtement antimicrobien en raison de ses propriétés chimiques. Son plein potentiel peut être exploité en utilisant une lumière proche infrarouge. Dès que le matériau composite est irradié, il déploie sa double stratégie: premièrement, il absorbe l'énergie de la lumière infrarouge et la convertit en chaleur germicide. Il stimule également la formation de radicaux d'oxygène, qui causent des dommages supplémentaires aux agents pathogènes.
Un autre avantage ici est que cette stratégie est complètement différente du mode d'action des antibiotiques conventionnels. Le matériau offre ainsi une protection continue contre un large éventail de micro-organismes sans contribuer au développement de la résistance. « Nos expériences de laboratoire ont clairement confirmé l'efficacité du matériel antimicrobien contre diverses bactéries et virus », explique le chercheur de l'EMPA.
Application de dentisterie
Une première application pour le revêtement antimicrobien est actuellement en cours de développement pour la dentisterie. À cette fin, les chercheurs de l'EMPA travaillent avec le Center for Dental Medicine de l'Université de Zurich sur une attelle dentaire qui tue les micro-organismes dans la cavité orale.
La flore microbienne dans la bouche est un adversaire particulièrement désagréable dans la lutte contre les agents infectieux: des communautés complexes de bactéries cavaliers dans des niches inaccessibles, intégrées dans une matrice muqueuse autoproduite. Les antibiotiques et les désinfectants pénètrent à peine ces biofilms résistants. Cela permet aux germes de ruiner les dents sans entrave ou même de conduire à de nombreuses infections dans le corps. L'équipe interdisciplinaire dirigée par Giacomo Reina travaille donc sur une attelle en plastique dans laquelle des nanomatériaux tels que l'acide graphénique peuvent être intégrés de manière stable. Comme la lumière proche infrarouge peut pénétrer le tissu à plusieurs centimètres de profondeur, l'attelle peut être placée dans la cavité orale et activée de l'extérieur par une source légère, encore et encore.
Le projet peut être lancé grâce à des dons généreux de la Fondation Eduard Aeberhardt et à une autre fondation. Le directeur de la clinique Ronald Jung du Centre de médecine dentaire de l'Université de Zurich apprécie cette approche interdisciplinaire de la science des matériaux et de la recherche clinique. « Ces solutions nouvelles et innovantes offriront une grande valeur ajoutée aux patients », explique Jung.
