Les chercheurs ont développé un nouveau revêtement destructeur de superbactéries qui pourrait être utilisé sur les pansements et les implants pour prévenir et traiter les infections bactériennes et fongiques potentiellement mortelles.

Le matériau est l'un des revêtements antimicrobiens les plus minces développés à ce jour et est efficace contre un large éventail de bactéries et de cellules fongiques résistantes aux médicaments, tout en laissant les cellules humaines indemnes.

La résistance aux antibiotiques est une menace majeure pour la santé mondiale, causant au moins 700, 000 morts par an. Sans le développement de nouvelles thérapies antibactériennes, le nombre de morts pourrait atteindre 10 millions de personnes par an d'ici 2050, équivalant à 100 000 milliards de dollars en coûts de soins de santé.

Alors que le fardeau des infections fongiques sur la santé est moins reconnu, dans le monde, ils tuent environ 1,5 million de personnes chaque année et le nombre de morts augmente. Une menace émergente pour les patients hospitalisés COVID-19, par exemple, est le champignon commun, Aspergillus, qui peuvent provoquer des infections secondaires mortelles.

Le nouveau revêtement d'une équipe dirigée par l'Université RMIT est basé sur un matériau 2D ultra-mince qui intéresse jusqu'à présent principalement l'électronique de nouvelle génération.

Des études sur le phosphore noir (BP) ont indiqué qu'il possède des propriétés antibactériennes et antifongiques, mais le matériel n'a jamais été examiné méthodiquement pour une utilisation clinique potentielle.

La nouvelle recherche, publié dans le journal de l'American Chemical Society Matériaux appliqués et interfaces , révèle que le BP est efficace pour tuer les microbes lorsqu'il est répandu en couches nanofines sur des surfaces comme le titane et le coton, utilisé pour fabriquer des implants et des pansements.

Le co-chercheur principal, le Dr Aaron Elbourne, a déclaré que trouver un matériau capable de prévenir à la fois les infections bactériennes et fongiques était une avancée significative.

« Ces agents pathogènes sont responsables de charges de santé massives et, à mesure que la résistance aux médicaments continue de croître, notre capacité à traiter ces infections devient de plus en plus difficile, " Elbourne, un boursier postdoctoral à l'École des sciences du RMIT, mentionné.

"Nous avons besoin de nouvelles armes intelligentes pour la guerre contre les superbactéries, qui ne contribuent pas au problème de la résistance aux antimicrobiens.

"Notre revêtement nanofin est un double tueur d'insectes qui agit en déchirant les bactéries et les cellules fongiques, quelque chose à quoi les microbes auront du mal à s'adapter. Il faudrait des millions d'années pour développer naturellement de nouvelles défenses contre une attaque physique aussi mortelle.

« Bien que nous ayons besoin de recherches supplémentaires pour pouvoir appliquer cette technologie en milieu clinique, c'est une nouvelle direction passionnante dans la recherche de moyens plus efficaces pour relever ce grave défi de santé. »

Co-chercheur principal Professeur agrégé Sumeet Walia, de l'école d'ingénieurs du RMIT, a précédemment dirigé des études révolutionnaires utilisant BP pour la technologie de l'intelligence artificielle et l'électronique imitant le cerveau.

"La BP se décompose en présence d'oxygène, ce qui est normalement un énorme problème pour l'électronique et quelque chose que nous avons dû surmonter avec une ingénierie de précision minutieuse pour développer nos technologies, " dit Walia.

"Mais il s'avère que les matériaux qui se dégradent facilement avec l'oxygène peuvent être idéaux pour tuer les microbes - c'est exactement ce que recherchaient les scientifiques travaillant sur les technologies antimicrobiennes.

« Donc, notre problème était leur solution. »

Comment fonctionne le tueur d'insectes nanomince

Comme BP tombe en panne, il oxyde la surface des bactéries et des cellules fongiques. Ce processus, connue sous le nom d'oxydation cellulaire, travaille finalement à les déchirer.

Dans la nouvelle étude, premier auteur et Ph.D. le chercheur Zo Shaw a testé l'efficacité de couches nanofines de BP contre cinq souches bactériennes courantes, y compris E. coli et le SARM résistant aux médicaments, ainsi que cinq types de champignons, y compris Candida auris.

En seulement deux heures, jusqu'à 99% des cellules bactériennes et fongiques ont été détruites.

Surtout, le BP a également commencé à s'autodégrader à ce moment-là et s'est entièrement désintégré dans les 24 heures, une caractéristique importante qui montre que le matériau ne s'accumulerait pas dans le corps.

L'étude en laboratoire a identifié les niveaux optimaux de BP qui ont un effet antimicrobien mortel tout en laissant les cellules humaines saines et entières.

Les chercheurs ont maintenant commencé à expérimenter différentes formulations pour tester l'efficacité sur une gamme de surfaces médicalement pertinentes.

L'équipe est désireuse de collaborer avec des partenaires potentiels de l'industrie pour développer davantage la technologie, pour laquelle une demande de brevet provisoire a été déposée.