(Phys.org) —Inspiré par la structure des ailes d'une petite mouche, une équipe de recherche dirigée par le NPL a développé des surfaces à nano-motifs qui résistent à l'adhésion bactérienne tout en soutenant la croissance des cellules humaines.

La propagation de la résistance aux antimicrobiens avec l'émergence de «super-microbes» qui résistent même aux antibiotiques de «dernier recours» a incité l'Organisation mondiale de la santé (OMS) à s'attaquer officiellement au problème d'une ère post-antibiotique indésirable.

Les antibiotiques sont des produits chimiques qui sont sélectivement toxiques pour les bactéries. Les bactéries résistantes peuvent décomposer les antibiotiques pour les rendre moins toxiques ou altérer les sites auxquels elles se lient pour détourner l'action antibactérienne. Dans cette lumière, il devient clair qu'atteindre un équilibre subtil entre les antibiotiques et les infections est un voyage long et peut-être sans fin qui nécessite la recherche d'approches alternatives.

Médecine de transplantation, la cicatrisation des plaies et la chirurgie de greffe ont des exigences particulièrement strictes pour une croissance cellulaire et tissulaire sans infection. De façon encourageante, les approches à l'appui ne se limitent pas à l'utilisation d'antibiotiques. Une solution notable est fournie par une source improbable - la cigale.

Les ailes de cette petite mouche présentent des structures de piliers bactéricides à l'échelle nanométrique. Chacun de ces piliers est une pique de plusieurs dizaines de nanomètres de diamètre et est séparé des autres piques à intervalles nanométriques réguliers. Densément tassé sur les surfaces des ailes, ces piliers s'organisent en nanomotifs qui percent les membranes des cellules bactériennes au contact, déchirer les bactéries.

Inspiré par cet exemple, une équipe de recherche du NPL et de la School of Oral and Dental Sciences de l'Université de Bristol a conçu des surfaces biocompatibles présentant des réseaux de nanofils. Chacun de ces nanofils, à la manière des nanopiliers de la cigale, agit comme une minuscule lance qui perce les cellules bactériennes, provoquant leur fuite et leur mort. Remarquablement, cependant, et contrairement aux ailes de cigale, ces substrats sont également capables de guider les cellules humaines à croître et à se multiplier.

Ting Diu, un doctorant qui a travaillé sur le projet, publié dans les NPG Rapports scientifiques ce mois-ci, a déclaré:"Les matériaux biocompatibles manquent d'indices de surface qui peuvent guider les cellules d'une manière spécifique. Les surfaces que nous avons conçues agissent comme des boucliers auto-décontaminants qui peuvent trier les cellules humaines, qu'ils soutiennent, de bactéries, auxquels ils résistent. En raison de ces propriétés, notre raisonnement peut être adapté à une variété d'implants biomédicaux, surfaces antisalissures ou biocapteurs."

Le concept introduit est prometteur pour les matériaux cliniquement pertinents en offrant une justification physique pour l'action antimicrobienne. Contrairement aux mécanismes biochimiques des antibiotiques, qui font l'objet de résistances acquises, les mécanismes physiques ne sont pas spécifiques, et ne peut pas être inversé ou modifié, s'attaquer aux cellules bactériennes dans leur ensemble.