Des chercheurs de l'Université de Sheffield ont, pour la première fois, fabriqué des pièces imprimées en 3D qui montrent une résistance aux bactéries courantes. Cela pourrait arrêter la propagation d'infections telles que le SARM dans les hôpitaux et les maisons de soins, sauver la vie de patients vulnérables.

L'étude a été publiée aujourd'hui (21 janvier 2020) dans Rapports scientifiques par une équipe interdisciplinaire de chercheurs du Département de génie mécanique de l'Université et de l'École de dentisterie clinique. La recherche a combiné l'impression 3D avec un composé antibactérien à base d'argent afin de produire les pièces.

Les résultats de la recherche ont montré que le composé antibactérien peut être incorporé avec succès dans les matériaux d'impression 3D existants sans aucune influence négative sur l'aptitude au traitement ou la résistance des pièces, et que dans de bonnes conditions, les parties résultantes présentent des propriétés antibactériennes sans être toxiques pour les cellules humaines. D'autres travaux sont en cours pour étudier toute l'étendue de cette capacité.

Les résultats offrent un potentiel d'applications dans un large éventail de domaines, y compris les dispositifs médicaux, pièces générales pour les hôpitaux qui sont soumis à des niveaux élevés de contact humain, poignées de porte ou jouets pour enfants, produits de santé bucco-dentaire (prothèses dentaires) et produits de consommation, comme les étuis pour téléphones portables. D'autres projets sont prévus dans chacun de ces domaines, dans le but de travailler avec les leaders de l'industrie et le potentiel de commercialiser certains de ces produits.

Dr Candice Majewski, universitaire principal sur le projet, qui travaille au Center for Advanced Additive Manufacturing du Département de génie mécanique de l'Université de Sheffield, a déclaré : « Gérer la propagation des bactéries nocives, l'infection et la résistance croissante aux antibiotiques est une préoccupation mondiale. L'introduction d'une protection antibactérienne sur les produits et dispositifs au point de fabrication pourrait être un outil essentiel dans cette lutte.

« La plupart des produits imprimés en 3D actuels n'ont pas de fonctionnalités supplémentaires. L'ajout de propriétés antibactériennes au stade de la fabrication apportera un changement radical dans notre utilisation des capacités des processus. »

Les produits tels que les dispositifs médicaux sont souvent déjà recouverts d'un composé antibactérien et sont soumis à des procédures de nettoyage ou de stérilisation strictes et rigoureuses. Cependant, bien que cela offre un certain niveau de protection, ils ont leurs limites, comme une erreur humaine lors du nettoyage ou des dommages survenant au revêtement.

Des tests rigoureux et des techniques d'imagerie ont été effectués pour établir l'effet de l'additif antibactérien en regardant l'effet sur la qualité de la pièce finale, ses propriétés mécaniques et s'il a survécu au processus de fabrication.

Des pièces avec et sans additif antibactérien ont été immergées dans diverses solutions bactériennes pour tester le nombre de bactéries restées après 24 heures. Les pièces contenant l'additif antibactérien étaient efficaces contre des exemples des deux principaux groupes de bactéries, Gram positif (Staphylococcus aureus) et Gram négatif (Pseudomonas aeruginosa), les deux peuvent causer de nombreux types d'infection.

Un effet supplémentaire a été identifié dans la réduction du nombre de bactéries collées aux surfaces des pièces. Les bactéries collées aux surfaces forment des « biofilms » qui sont souvent difficiles à éliminer ; dans ce cas un effet anti-biofilm a été observé, en raison de la mort des bactéries avant qu'elles ne puissent adhérer aux pièces. Les pièces fonctionnaient moins bien dans un liquide contenant beaucoup de nutriments - il s'est avéré qu'ils interféraient avec l'argent avant qu'il ne puisse faire son travail. Cela aidera les gens à décider dans quels environnements utiliser cette technologie. Enfin, les pièces ont également été testées avec des cellules humaines (généralement cultivées en laboratoire) et se sont avérées sans toxicité.

Dr Bob Turner du Département d'informatique de l'Université, a ajouté:"Nos interactions avec les microbes sont complexes et contradictoires - elles sont essentielles à notre survie et elles peuvent nous assommer. Une telle technologie sera la clé d'une gestion éclairée et durable de cette relation cruciale avec la nature."

Cette recherche impliquait une collaboration avec le microbiologiste Dr Joey Shepherd de l'École de dentisterie clinique de l'Université, qui a déclaré :"L'incorporation d'une activité antibactérienne dans des pièces imprimées en 3D est une nouvelle direction intrigante rendue possible uniquement en travaillant au sein d'une grande équipe avec des compétences et une expérience complémentaires."

L'étude, "Utilisation d'additifs à base d'argent pour le développement d'une fonctionnalité antibactérienne dans le polyamide fritté laser 12 pièces, " est publié dans Rapports scientifiques .