Des chercheurs de la North Carolina State University ont réussi à incorporer des « photosensibilisateurs » dans une gamme de polymères, donnant à ces matériaux la capacité de rendre les bactéries et les virus inactifs en utilisant uniquement l'oxygène ambiant et la lumière de longueur d'onde visible. La nouvelle approche ouvre la porte à une gamme de nouveaux produits visant à réduire la transmission d'agents pathogènes résistants aux médicaments.

"La transmission d'agents pathogènes résistants aux antibiotiques, y compris les soi-disant «superbugs, ' représente une menace importante pour la santé publique, avec des millions de cas médicaux survenant chaque année aux États-Unis seulement, " dit Reza Ghiladi, professeur agrégé de chimie à NC State et co-auteur d'un article sur le travail. "Beaucoup de ces infections sont causées par des agents pathogènes transmis en surface.

"Notre objectif avec ce travail était de développer des matériaux auto-stérilisants, non toxique et suffisamment résistant pour une utilisation pratique. Et nous avons réussi."

"Beaucoup de travail a été fait pour développer des molécules photosensibilisantes qui utilisent l'énergie de la lumière visible pour convertir l'oxygène de l'air en oxygène 'singlet' biocide, qui perce efficacement des trous dans les virus et les bactéries, " dit Richard Spontak, professeur distingué de génie chimique et biomoléculaire, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à NC State et co-auteur de l'article. "Il n'y a pas de résistance à ce mode d'action.

"Toutefois, la majeure partie des travaux antérieurs dans ce domaine a été réalisée en utilisant des substrats - tels que la cellulose - qui ne sont pas pratiques pour une utilisation quotidienne dans des endroits comme les hôpitaux. Notre travail ici va bien au-delà."

La nouvelle approche consiste à incorporer des photosensibilisateurs dans des élastomères semi-cristallins, qui sont imperméables et résistants mécaniquement - tout en permettant également à l'oxygène d'accéder aux photosensibilisateurs. Quoi de plus, la répartition des photosensibilisateurs dans le matériau signifie qu'il conservera ses propriétés antimicrobiennes même si la surface du matériau est rayée ou usée.

"Cet article se concentre sur une classe de polymères, mais c'est une preuve de concept fondamentale qui démontre la capacité de mettre ces photosensibilisateurs dans une gamme de matériaux « doux » robustes sans sacrifier la fonctionnalité, " dit Spontak. " C'est la partie émergée de l'iceberg. "

Dans les tests en laboratoire, les chercheurs ont découvert qu'un polymère intégré à un photosensibilisateur inactivait au moins 99,89 % de cinq souches bactériennes – et 99,95 % de deux virus – lorsqu'il était exposé à la lumière pendant 60 minutes.

"Nous avons également démontré que nous pouvons fabriquer ces matériaux en utilisant des photosensibilisateurs et des polymères disponibles dans le commerce dans un processus relativement simple, " dit Ghiladi. " Cela rend la fabrication en vrac à la fois viable et moins coûteuse que les approches précédentes pour créer des matériaux photosensibilisateurs.

"Nous recherchons actuellement des partenaires pour travailler avec nous sur la recherche utilisant ces matériaux pour lutter contre les agents pathogènes d'importance nationale, comme Clostridium difficile, qui est classé comme un niveau de danger « urgent » par le CDC, et l'anthrax."

« Et bien que nous souhaitions poursuivre des applications dans des environnements de haute technologie, comme les hôpitaux, nous pensons qu'il existe un énorme potentiel d'amélioration de la santé dans les zones pauvres, " dit Spontak. " Si nous pouvons développer des articles d'auto-stérilisation qui aident à limiter la propagation des maladies dans les zones avec des ressources médicales limitées, nous pourrions sauver beaucoup de vies."

Le papier, "Les polymères photodynamiques en tant que matériaux anti-infectieux complets :rester en tête d'une menace mondiale croissante, " est publié dans la revue Matériaux et interfaces appliqués ACS .