Ailes de libellule, feuilles de lotus, ailes de cigale - grâce à des millénaires d'évolution, la nature a optimisé le comportement de ces surfaces et d'autres pour offrir une fonctionnalité antibactérienne.

Un international, Une équipe interdisciplinaire de chercheurs essaie de trouver le meilleur moyen de traduire ces caractéristiques pour créer des surfaces bactéricides inspirées de la nature à utiliser dans les implants médicaux. Ils discutent des structures de surface et des compositions chimiques pour un matériau d'implant idéal dans le journal Examens de physique appliquée .

"Les objets dans la nature ont des caractéristiques uniques, comme des pointes plus acérées qu'une bactérie, qui leur donnent le pouvoir de déranger et de tuer une bactérie, les rendant antibactériens, " dit Sauav Goel, un auteur de la London South Bank University. « Nous pouvons créer ces fonctionnalités avec nos instruments d'ingénierie d'ultraprécision. »

Malgré de nombreuses études sur les mécanismes par lesquels les surfaces naturelles tuent les bactéries, que ce soit à cause de réactions chimiques, la rugosité de la surface, la capacité des bactéries à se reposer à la surface, ou autre chose, l'exploitation commerciale a été pratiquement inexistante. Les auteurs ont déclaré que cela était en partie dû au manque de techniques de fabrication appropriées pouvant produire ces fonctionnalités inspirées de la nature avec une précision contrôlée à grande échelle, que Goel décrit comme l'une des énigmes majeures de la physique appliquée du 21e siècle.

Goel et son équipe travaillent au développement d'une nouvelle technique à base de laser qui peut modifier les propriétés de surface d'un matériau en fabriquant les caractéristiques souhaitées de manière libre, sur la base de modèles informatiques 3D qu'ils ont générés. Une fois la méthode pleinement développée, ils envisagent de créer un prototype démonstratif d'implant, qui sera testé pour surveiller son activité bactérienne.

"L'objectif final est une prothèse que je peux implanter avec des preuves cliniques qu'elle tue les bactéries et réduit le taux d'infection, " a déclaré Oliver Pearce, un auteur du Milton Keynes University Hospital dans le Buckinghamshire, Angleterre.

Bien que le pourcentage d'infections causées par les implants soit assez faible, avec autant de prothèses utilisées dans le monde, le nombre d'infections est grand, représente un coût énorme pour les systèmes de santé. Cependant, la grande majorité d'entre elles sont causées par des staphylocoques et des streptocoques, l'éradication de leur effet réduirait donc les infections jusqu'à 90 %. La technologie est polyvalente et serait applicable aux prothèses dans toutes les parties du corps.

"C'est simpliste d'avoir une surface avancée qui tue les bactéries et de dire que le problème d'infection est éradiqué, " a déclaré Pearce. " Cela n'éliminera pas toutes les infections, mais dans mon esprit, cela réduira considérablement le taux. "