La technologie pourrait accélérer le développement de matériaux antimicrobiens –

Les méthodes conventionnelles de chimie humide utilisées pour créer des matériaux biocides sont complexes, longues et coûteuses. Dans le Journal de physique appliquée, par AIP Publishing, des chercheurs de Belgique, de République tchèque et d’Italie présentent un didacticiel dans lequel ils explorent une alternative prometteuse appelée ingénierie de surface par plasma.

“L’ingénierie à base de plasma est une méthode peu coûteuse et respectueuse de l’environnement, car elle ne nécessite pas l’utilisation de solvants et peut être étendue à la production industrielle de manière relativement simple”, a déclaré le co-auteur Anton Nikiforov.

La technologie repose sur un plasma hors d’équilibre, ou un gaz partiellement ionisé, qui produit des réactions chimiques pour modifier les propriétés à la surface du matériau. Les différents niveaux de température dans le plasma – généralement des gaz nobles ionisés, de l’oxygène ou de l’air – créent des voies chimiques distinctes. Les réactions peuvent être manipulées en ajustant la puissance électrique pour l’activation de surface, le dépôt de revêtement et la nanostructuration de surface de pratiquement n’importe quel matériau solide.

L’ingénierie basée sur le plasma peut créer des surfaces tuant le contact, antisalissures et libérant des médicaments. Les matériaux tuant le contact détruisent les micro-organismes à travers les pointes microscopiques qui perforent les micro-organismes au contact. Une étude a montré que les structures de nanopiliers en silicium noir gravées au plasma sont hautement bactéricides contre diverses bactéries, notamment Staphylococcus aureus, une bactérie résistante aux antibiotiques bien connue pour provoquer de graves infections cutanées pouvant également infecter la circulation sanguine, les poumons, le cœur et les os.

Les matériaux antisalissures empêchent les micro-organismes de s’accumuler sur les surfaces pour former des biofilms et d’autres environnements microbiens dangereux. Certains de ces matériaux sont inspirés de ce que la nature a déjà inventé, comme les propriétés antisalissures des ailes de cigale et de libellule, qui sont constituées de nanopiliers qui tuent les microbes au contact et produisent des produits biochimiques pour repousser l’humidité.

Les revêtements minces superhydrophobes polymérisés par plasma – des matériaux hydrofuges inspirés de la feuille de lotus – ont également été largement développés et étudiés pour leurs propriétés antisalissures. Le manque d’humidité empêche les micro-organismes d’adhérer et de se reproduire sur ces surfaces.

Les surfaces de libération des médicaments contrôlent la libération des composés antimicrobiens, permettant l’administration de doses élevées d’antibiotiques à des emplacements ciblés, ce qui est utile après la chirurgie. Par exemple, la vancomycine, un antibiotique courant, s’est déposée à l’intérieur de particules sphériques. Ceci a été réalisé dans le dépôt de plasma assisté par aérosol qui combine du plasma à haute énergie et des aérosols médicamenteux.

De nombreuses méthodes basées sur le plasma ont été développées pour créer de telles surfaces, notamment la gravure au plasma à basse pression et à pression atmosphérique, la polymérisation au plasma, la pulvérisation cathodique, l’agrégation gazeuse de nanoparticules, le dépôt par plasma assisté par aérosol et diverses combinaisons des mêmes méthodes.

Bien que l’ingénierie à base de plasma ne manquera pas de s’accélérer, il reste encore des défis à surmonter, notamment la nécessité de mieux comprendre comment les bactéries adhèrent aux surfaces et ce qui se passe exactement lorsque les micro-organismes sont détruits.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.