Un nouveau revêtement antimicrobien activé par la lumière tue avec succès les bactéries

Pour arrêter la propagation de la maladie, il pourrait être utilisé pour recouvrir les écrans et les claviers des téléphones, ainsi que l'intérieur des cathéters et des tubes respiratoires, qui sont une source majeure d'infections nosocomiales (IAH).

Les HCAI les plus connus sont causés par Clostridioides difficile (C. difficile), résistant à la méthicilline Staphylococcus aureus (SARM) et Escherichia coli (E. coli). Ils surviennent généralement pendant un traitement médical ou chirurgical en milieu hospitalier, ou lors de la visite d'un établissement de santé et constituent une menace grave pour la santé, ce qui en fait une priorité clé pour le NHS.

La recherche, publiée aujourd'hui dans Communications Nature, est le premier à montrer qu'un revêtement antimicrobien activé par la lumière tue avec succès les bactéries dans une lumière ambiante de faible intensité (300 Lux), comme celle trouvée dans les salles et les salles d'attente. Auparavant, des revêtements similaires nécessitaient une lumière intense (3 000 lux), comme celle trouvée dans les salles d'opération, pour activer leurs propriétés destructrices.

Le nouveau revêtement bactéricide est constitué de minuscules grappes d'or chimiquement modifié incorporées dans un polymère avec du cristal violet – un colorant aux propriétés antibactériennes et antifongiques.

Le premier auteur, le Dr Gi Byoung Hwang (UCL Chemistry), a déclaré:

Les colorants tels que le violet cristal sont des candidats prometteurs pour tuer les bactéries et garder les surfaces stériles car ils sont largement utilisés pour désinfecter les plaies. Lorsqu'elles sont exposées à une lumière vive, elles créent des espèces réactives de l'oxygène, qui à leur tour tuent les bactéries en endommageant leurs membranes protectrices et leur ADN. Cela est amplifié lorsqu'ils sont associés à des métaux tels que l'argent, l'or et l'oxyde de zinc. « 

« D'autres revêtements ont effectivement tué des bactéries, mais seulement après une exposition aux rayons UV, qui sont dangereux pour l'homme, ou à des sources de lumière très intenses, ce qui n'est pas très pratique. S. aureus et E. coli dans la lumière ambiante, ce qui le rend prometteur pour une utilisation dans une variété d'environnements de soins de santé « , a ajouté le professeur Ivan Parkin (UCL Chemistry), auteur principal et doyen des sciences mathématiques et physiques de l'UCL.

L'équipe de chimistes, d'ingénieurs chimistes et de microbiologistes a créé le revêtement bactéricide en utilisant une méthode évolutive et a testé sa capacité à tuer S. aureus et E. coli contre les revêtements de contrôle et dans différentes conditions d'éclairage.

Les surfaces des échantillons ont été traitées avec le revêtement bactéricide ou un revêtement témoin avant d'être inoculées avec 100 000 unités de formation de colonies (UFC) par ml de S. aureus et E. coli. La croissance de la bactérie a été étudiée dans des conditions de lumière sombre et blanche entre 200 et 429 Lux.

Ils ont découvert qu'à la lumière ambiante, un revêtement témoin de cristal violet dans un polymère seul ne tuait aucune des bactéries. Cependant, dans les mêmes conditions d'éclairage, le revêtement bactéricide a entraîné une réduction de 3,3 log de la croissance de S. aureus après six heures et une réduction de 2,8 log de la croissance de E. coli après 24 heures.

« E. coli était plus résistant au revêtement bactéricide que S. aureus car il a fallu plus de temps pour atteindre une réduction significative du nombre de bactéries viables à la surface. C'est probablement parce que E. coli a une paroi cellulaire avec une structure à double membrane alors que S. aureus n'a qu'une seule barrière membranaire », a expliqué la co-auteure de l'étude, le Dr Elaine Allan (UCL Eastman Dental Institute).

L'équipe a découvert de manière inattendue que le revêtement tue les bactéries en produisant du peroxyde d'hydrogène – un réactif relativement doux utilisé dans les solutions nettoyantes pour lentilles de contact. Il agit en attaquant chimiquement la membrane cellulaire et prend donc plus de temps pour travailler sur les bactéries avec plus de couches de protection.

« Les amas d'or dans notre revêtement sont essentiels pour générer du peroxyde d'hydrogène, par l'action de la lumière et de l'humidité. Étant donné que les amas ne contiennent que 25 atomes d'or, très peu de ce métal précieux est nécessaire par rapport à des revêtements similaires, ce qui rend notre revêtement attrayant pour une utilisation plus large « , a commenté le professeur principal Asterios Gavriilidis (UCL Chemical Engineering).