La soie : le textile utile comme masque facial pour le COVID-19

Les masques faciaux pour la population générale et les respirateurs N95 dans le cadre des équipements de protection individuelle (EPI) pour les professionnels de la santé sont tous deux un élément essentiel de la protection contre la transmission virale pendant la pandémie actuelle de COVID-19. Cependant, les deux sont en nombre insuffisant et il est peu probable que la pénurie soit comblée dans un proche avenir, principalement parce que les deux sont destinés à être jetables.

Comme de nombreuses personnes recourent à des revêtements de visage improvisés à partir de tissus courants, des chercheurs de l’Université de Cincinnati ont cherché à déterminer quels tissus étaient les plus efficaces. L’équipe a examiné l’hydrophobicité des tissus (soie, coton, polyester), telle que mesurée par leur résistance à la pénétration de petites gouttelettes d’eau en aérosol, une importante voie de transmission pour le virus responsable du COVID-19. Leurs recherches sont publiées sur le serveur de préimpression medRxiv*, avant l’examen par les pairs.

COVID-19 et revêtements faciaux

COVID-19 a fait plus de 10 millions de morts et plus de 500 000 morts en moins de sept mois. L’absence de médicaments antiviraux à des fins préventives ou thérapeutiques a conduit à l’adoption généralisée des blocages obligatoires, ainsi qu’à une distanciation physique lors des interactions sociales, à l’utilisation de masques faciaux, à une désinfection soigneuse et diligente des mains et à un abri à domicile. L’utilisation principale d’un masque facial est d’empêcher la diffusion d’informations de l’utilisateur à d’autres, mais une certaine protection se produit également dans le sens inverse.

Réutilisation de la protection faciale jetable

Dans certains contextes, l’approvisionnement en EPI est si faible que les travailleurs essentiels ou les travailleurs de la santé ne reçoivent qu’un seul respirateur, qui doit être réutilisé tant qu’ils travaillent, dans des conditions de forte exposition, car il n’y a aucune garantie quant au moment où le prochain masque qui seront fournis. Face à la pénurie de respirateurs et de masques faciaux à usage médical et de masques chirurgicaux à usage commun, les gens ont recouru à tout matériau disponible pour fabriquer leurs propres masques, soit pour une utilisation autonome ou, dans le cas de les travailleurs de la santé, comme un masque sur un respirateur.

Ce n’est pas une méthode qui peut être utilisée pendant des périodes prolongées car le nombre de couches la rend trop épaisse pour permettre une bonne respiration, ainsi que le piégeage de l’humidité près du visage de l’utilisateur, ce qui augmente la propagation virale. D’un autre côté, l’utilisation de masques moins efficaces réduit le niveau de protection, laissant l’utilisateur vulnérable.

Les respirateurs EPI sont actuellement stérilisés afin de pouvoir être réutilisés, mais ce processus entraîne une réduction significative de la capacité de ces respirateurs à bloquer les aérosols viraux. Parfois, le processus de stérilisation endommage l’équipement ou le rend impropre à une utilisation plus sûre.

L’étude : quel matériau est le plus hydrophobe ?

La présente étude rend compte de l’utilité de la soie en tant que matériau pour les couvre-visages conformes aux directives de santé publique et en tant qu’élément d’EPI pour augmenter sa durée de vie et son efficacité. Le coton est un tissu qui peut sembler approprié à cette fin, mais en réalité, il n’y a pas beaucoup d’informations sur la façon de choisir le bon matériau pour faire un couvre-visage confortable, portable et réutilisable.

Les chercheurs ont examiné cinq matériaux différents: la soie naturelle (issue des cocons du ver à soie, Bombyx moriou le papillon Robin (Hyalophora cecropia); 100% soie de mûrier traitée à partir de taies d’oreiller (lavées et non lavées pour examiner l’effet des techniques de nettoyage conventionnelles), coton traité, polyester synthétique et serviette en papier comme témoin positif.

Les matériaux choisis étaient facilement disponibles, la soie, le polyester et le coton. D’une part, ils ont examiné l’hydrophobicité de ces tissus, une propriété mesurée par le degré de résistance à la pénétration de petites gouttelettes d’eau ou d’aérosols d’eau, car il s’agit d’une voie de transmission importante pour le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 SRAS-CoV-2.

Deuxièmement, ils ont examiné la respirabilité du tissu, ce qui détermine son confort lors d’une utilisation prolongée.

Et troisièmement, ils ont évalué la résistance du tissu à l’eau ou l’hydrophobie soutenue, malgré un nettoyage répété.

Les tissus ont été testés à la fois lorsqu’ils sont utilisés comme superposition sur une autre barrière, ou lorsqu’ils sont utilisés comme revêtement de visage auto-fabriqué. Ils ont été testés individuellement pour de plus grands angles de contact, ce qui signifie une plus grande hydrophobicité et le taux d’échange de gaz (respirabilité), ainsi que la propension à la saturation d’une gouttelette individuelle. Ils ont examiné la capacité de saturation de couches uniques et multiples de soie.

L’aérosolisation a été utilisée pour tester la pénétration d’un spray de gouttelettes à travers le matériau, ainsi que la pénétration d’un spray aérosol après cinq cycles de stérilisation dans un four à chaleur sèche.

Les avantages de la soie

Ils ont constaté que les matériaux présentaient des différences importantes d’angles de contact et, par conséquent, un caractère hydrophobe. La soie avait des angles de contact égaux ou supérieurs à 90 degrés, mais les trois autres étant hydrophiles, des angles de contact inférieurs à 90 degrés ou absorbant immédiatement les gouttelettes.

La soie est un matériau obtenu à partir de la teigne de la soie, une fibre naturelle utilisée pour faire tourner son cocon. La matière protéique appelée soie est non seulement hydrophobe et résistante à l’entrée d’eau, mais également antimicrobienne, antivirale et antibactérienne en raison de la présence de cuivre, incorporé par les animaux dans leur soie. Il est utilisé pour réaliser des sutures chirurgicales. De plus, son utilisation comme biomatériau pour de nombreuses applications de santé est à l’étude.

Des études antérieures ont montré que la soie pouvait être utilisée comme masque de barrière antimicrobienne, avec une meilleure filtration lorsque plusieurs couches étaient utilisées.

La propension à la saturation était beaucoup plus élevée avec les serviettes en coton et en papier que la soie, et plus le matériau était épais, plus la zone des gouttelettes était grande. Avec des couches de soie doubles ou triples, la pénétration des gouttelettes a été considérablement réduite dans la même mesure, par rapport à la couche unique. Ceci est important car les gens portent généralement des couvre-visages à une ou deux couches.

L’échange de gaz ou la porosité était le plus élevé pour B. mori cocons et fibre de coton, mais moins pour la soie et les matières synthétiques.

La soie la plus efficace comme couvre-visage

Les chercheurs ont découvert que lorsqu’elle est utilisée pour la protection du visage, la soie est la plus efficace pour empêcher la pénétration des gouttelettes et la moins absorbante d’eau, en raison de son caractère intensément hydrophobe par rapport aux autres tissus testés. En bref, les couvre-visages en 100% soie lavée repoussent l’eau tout aussi efficacement que les masques, mais sont hydrophobes, contrairement à ces derniers, et peuvent être préparés pour une réutilisation immédiate par stérilisation.

Cette caractéristique, couplée à sa respirabilité, et au fait qu’elle ne retient pas l’eau, le rend idéal pour protéger les respirateurs dans des conditions d’exposition clinique, et comme matériau de fabrication artisanale pour les couvre-visages. Les autres avantages incluent ses propriétés antivirales, antibactériennes et antimicrobiennes inhérentes, ainsi que la minceur du matériau même lorsqu’il est utilisé en plusieurs couches.

La soie n’irrite pas non plus la peau et n’augmente pas l’humidité locale autour du visage, ce qui la rend adaptée à un port prolongé et évite une stimulation accidentelle du toucher du visage. Ainsi, ce matériau, selon les chercheurs, « pourrait jouer un rôle majeur dans le développement de nouveaux équipements EPI, tels que des inserts pour respirateurs, qui capitalisent sur ses nombreux avantages ».