Les bactéries adorent coloniser les surfaces à l'intérieur de votre corps, mais ils ont du mal à dépasser ta rudesse, peau salée. Les interventions chirurgicales pour implanter des dispositifs médicaux donnent souvent à ces bactéries l'opportunité nécessaire pour pénétrer dans la cavité corporelle, permettant aux implants eux-mêmes d'agir alors comme une surface de croissance idéale pour les biofilms.

Un groupe de chercheurs de l'Institut de la céramique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences cherche à lutter contre ces infections sous-cutanées dangereuses en améliorant votre nouvelle hanche ou rotule d'une manière appréciée depuis l'Antiquité - en ajoutant de l'or. Ils décrivent les résultats de tests avec un nouveau matériau antibactérien qu'ils ont développé à base de nanoparticules d'or dans la revue Lettres de physique appliquée .

« Les infections associées aux implants sont devenues un problème tenace qui entraîne souvent un échec de la chirurgie, " dit Xuanyong Liu, chercheur principal de l'équipe à l'Institut de la céramique de Shanghai. Concevoir des implants capables de tuer les bactéries tout en favorisant la croissance osseuse, Liu a dit, est un moyen efficace d'améliorer l'ostéointégration in vivo.

Le dioxyde de titane est capable de tuer les bactéries lui-même en raison de ses propriétés de photocatalyseur. Lorsque le métal est exposé à la lumière, il devient énergétiquement excité en absorbant des photons. Cela génère des paires électron-trou, transformant l'oxyde de titane en un puissant accepteur d'électrons qui peut déstabiliser les processus membranaires cellulaires en usurpant l'accepteur terminal de leur chaîne de transport d'électrons. La membrane est progressivement déstabilisée par ce vol, provoquant la fuite de la cellule jusqu'à sa mort.

Les conditions sombres à l'intérieur du corps humain, cependant, limiter l'efficacité bactéricide du dioxyde de titane. Nanoparticules d'or, bien que, peuvent continuer à agir comme accepteurs terminaux d'électrons antibactériens dans l'obscurité, en raison d'un phénomène appelé résonance plasmonique de surface localisée. Les plasmons de surface sont des oscillations collectives d'électrons qui se produisent à l'interface entre les conducteurs et les diélectriques, comme entre l'or et le dioxyde de titane. Les oscillations électroniques localisées à l'échelle nanométrique provoquent l'excitation des nanoparticules d'or et transmettent des électrons à la surface du dioxyde de titane, permettant ainsi aux particules de devenir des accepteurs d'électrons.

Liu et son équipe ont anodisé électrochimiquement du titane pour former des réseaux de nanotubes de dioxyde de titane, puis déposé les matrices avec des nanoparticules d'or dans un processus appelé pulvérisation cathodique magnétron. Les chercheurs ont ensuite permis à Staphylococcus aureus et à Escherichia coli de se développer séparément sur les puces. présentant des dommages membranaires abondants et des fuites cellulaires.

Alors que les nanoparticules d'argent ont déjà été explorées comme agent antibactérien pour les greffes in vivo, ils provoquent des effets secondaires importants tels que la cytotoxicité et des dommages aux organes, alors que l'or est beaucoup plus stable chimiquement, et donc plus biocompatible.

"Les résultats peuvent ouvrir de nouvelles perspectives pour une meilleure conception d'applications antibactériennes à base de nanoparticules de métaux nobles, " dit Liu.