Des scientifiques de l'Université James Cook ont ​​découvert une technique pour appliquer des extraits naturels de plantes telles que l'huile d'arbre à thé comme revêtement pour les dispositifs médicaux, un processus qui pourrait prévenir des millions d'infections chaque année.

Professeur Mohan Jacob, Responsable de l'ingénierie électrique et électronique chez JCU, dirige une équipe qui enquête sur le problème. Il a déclaré qu'un nombre croissant de chirurgies imprévues sont effectuées pour lutter contre les infections, principalement causées par l'activité bactérienne sur les dispositifs médicaux et la formation d'un «biofilm» ultérieur sur eux.

"Juste aux États-Unis, environ 17 millions de nouvelles infections liées au biofilm sont signalées chaque année, menant à environ 550, 000 morts chaque année. On pense qu'environ 80% des infections associées à la chirurgie dans le monde peuvent être liées à la formation de biofilm, " il a dit.

Le professeur Jacob a déclaré que l'équipe avait converti des produits à base de plantes - connus sous le nom de métabolites secondaires végétaux (PSM) - en revêtements polymères pour dispositifs médicaux, y compris les implants.

"Ils sont dérivés d'huiles essentielles et d'extraits d'herbes et ils ont des activités antibactériennes à large spectre relativement puissantes. Les PSM sont une ressource renouvelable à faible coût disponible en quantités commerciales, avec une toxicité limitée, et potentiellement, des mécanismes de lutte contre les bactéries différents de ceux des antibiotiques synthétiques."

Le professeur Jacob a déclaré que les recherches du groupe s'attaquaient au problème persistant de la conversion des extraits de plantes d'un état liquide à un état solide en tant que revêtement pour les dispositifs médicaux, sans perte significative d'efficacité.

La Dre Katia Bazaka est chercheuse principale adjointe et membre de l'équipe. "Nous avons utilisé des techniques améliorées par plasma dans un réacteur contenant les vapeurs d'huiles essentielles. Lorsque les vapeurs sont exposées à une décharge luminescente, ils se transforment et se déposent à la surface d'un implant sous forme d'un revêtement solide biologiquement actif. Ceux-ci ont montré de bonnes propriétés antibactériennes, " elle a dit.

"Le principal avantage de cette approche est que nous n'utilisons pas d'autres produits chimiques, tels que les solvants, pendant le processus de fabrication. En tant que tel, il n'y a aucun risque que des produits chimiques potentiellement nocifs soient retenus dans le revêtement ou qu'ils endommagent la surface du matériau sur lequel le revêtement est appliqué. Cela rend également le processus de fabrication plus respectueux de l'environnement, " a déclaré le Dr Bazaka.

Le professeur Jacob a déclaré que le groupe JCU est actuellement le pionnier mondial du développement de films minces polymères dérivés de plantes, publiant plus de 70 articles de recherche et six doctorats. thèses sur le terrain.

Professeur Ian Atkinson, Directeur de l'unité eResearch de JCU et collaborateur sur le projet, a déclaré que les travaux avaient récemment été étendus pour cibler les organismes marins, pour empêcher la croissance de biofilms sur les capteurs aquatiques et leur défaillance ultérieure.

"Une autre caractéristique intéressante de ces revêtements est leur transparence optique, ce qui peut être très important si vous les utilisez pour enduire des lentilles de contact, ou des fenêtres optiques dans les capteurs aquatiques, " il a dit.

Le professeur Jacob et son doctorat les étudiants collaborent maintenant avec le Dr Peter Mulvey et le professeur agrégé Jeff Warner à l'Institut australien de santé et de médecine tropicales basé à JCU pour étudier l'activité de différents types de bactéries sur les revêtements à base de plantes.

Fond

Même si les antibiotiques de synthèse ont été la meilleure arme pour éradiquer les infections microbiennes depuis l'arrivée de la pénicilline, l'abus de ces médicaments les rend progressivement inefficaces. Les scientifiques pensent que si de nouvelles stratégies ne sont pas développées rapidement, les traitements médicaux pourraient revenir à l'ère où les blessures légères et les infections courantes se transforment en problèmes médicaux graves.

La plupart des plantes produisent des molécules organiques en tant qu'agents antimicrobiens pour lutter contre les micro-organismes nocifs. Au cours des dernières décennies, progrès dans la synthèse de matériaux nanométriques, en particulier la fabrication assistée par plasma, a fourni les moyens de conserver les activités antimicrobiennes des métabolites secondaires des plantes dans les revêtements bioactifs.

Bien que l'équipe JCU ait étudié de nombreux précurseurs naturels, leur objectif principal était l'huile essentielle australienne, Huile d'arbre à thé (Melaleuca alternifolia) et ses composants. Dans le cadre d'un doctorat. projet, Le Dr Katia Bazaka a développé des revêtements antibactériens à partir de terpène-4-ol, qui est un composant majeur de l'huile d'arbre à thé.