(PhysOrg.com) -- Des chercheurs suisses ont démontré comment ils peuvent ajuster les conditions de traitement pour influencer les propriétés de nouveaux revêtements polymères plasma contenant des nanoparticules d'argent. Des films sur mesure peuvent être générés par un processus plasma en une seule étape. Les scientifiques ont développé ces nouveaux revêtements, qui tuent les bactéries sans avoir d'effet négatif sur les tissus humains, dans le cadre d'un projet européen.

Les ions d'argent sont très efficaces pour tuer les bactéries, et contrairement aux antibiotiques, ils sont efficaces contre des centaines de souches bactériennes différentes grâce à différents mécanismes d'attaque. Cela rend l'argent idéal comme additif antibactérien pour, par exemple., implants et pansements. L'idée qu'"un peu c'est bien, plus c'est mieux" ne peut pas être adopté à l'argent dans tous les cas, car des concentrations d'ions plus élevées pourraient également endommager les cellules et les tissus humains. Par conséquent, les revêtements de surface doivent être fabriqués avec une gamme d'argent thérapeutiquement utile.

Une solution possible est offerte par les nouveaux polymères nanostructurés avec des nanoparticules d'argent intégrées qu'une équipe de scientifiques de l'Empa dirigée par Enrico Körner et Dirk Hegemann développe dans le cadre d'un projet de l'UE appelé EMBEK1 ("à base de polymères, multifonctionnel, matériaux bactéricides"). Dans le cadre de ce travail de recherche, ils étudient comment les conditions variables du plasma pendant le dépôt influencent la structure du film et la libération d'ions d'argent associée qui détermine l'efficacité antibactérienne. Les chercheurs ont déterminé les bases pour « concevoir » des revêtements sur mesure avec des propriétés recherchées. Les résultats de ces travaux ont récemment été publiés dans la revue scientifique « Plasma Processes and Polymers ».

Les nanoparticules d'argent sont fermement incorporées dans la couche de plasma

L'équipe de l'Empa a utilisé un réacteur à plasma RF, dans lequel des revêtements d'hydrocarbures peuvent être déposés sur différents substrats. En tant que matières premières, un gaz d'hydrocarbure tel que l'éthylène (C 2 H 4 ) est mélangé à un gaz réactif tel que le dioxyde de carbone (CO 2 ) afin d'obtenir une matrice polymère plasmatique réticulée contenant des groupes fonctionnels nécessaires à la croissance cellulaire. L'énergie électrique nécessaire pour conduire ce processus est fournie par des électrodes. Afin d'incorporer fermement les particules d'argent dans la couche de plasma, l'une des électrodes est en argent pur où une haute tension doit être appliquée pour les conditions de pulvérisation. Néanmoins, le dépôt du film se produit près de la température ambiante permettant le traitement de matériaux sensibles à la température.

Les scientifiques de l'Empa ont fait varier différents paramètres de processus tels que le rapport des deux gaz et la puissance absorbée. Ils ont découvert que l'augmentation du taux de CO 2 à C 2 H 4 conduit à une augmentation de la quantité d'argent incorporée dans le revêtement ainsi qu'à une plus petite, particules réparties de manière plus homogène. De taille nanométrique, les particules d'argent bien réparties ont une surface spécifique significativement plus élevée que, par exemple, une couche d'argent pur. L'augmentation de la puissance d'entrée entraîne également une incorporation plus élevée d'argent et augmente en même temps la taille des particules d'argent incorporées. Finalement, les chercheurs ont étudié les quantités d'ions d'argent libérés de divers revêtements sur différentes périodes de temps. Les données obtenues ont été évaluées dans le contexte des résultats des tests antibactériens et cellulaires. Une plage a ainsi pu être déterminée pour les revêtements de nanocomposites d'argent à l'intérieur desquels ils ont montré des propriétés antibactériennes et se sont pourtant avérés cytocompatibles (c'est-à-dire respectueux des cellules).

Ces résultats peuvent être utilisés pour transférer le processus de dépôt de l'échelle du laboratoire à l'usine pilote interne de l'Empa, la première étape vers la production industrielle des revêtements antibactériens sur mesure. En outre, l'équipe de recherche tente de créer des revêtements avec des gradients de concentration d'argent permettant la libération contrôlée d'ions argent sur une certaine période de temps. Une couche de revêtement en polymère aiderait ainsi les cellules humaines à se développer de manière optimale sur le revêtement antibactérien.