Les infections bactériennes liées aux implants médicaux pèsent lourdement sur les soins de santé et causent de grandes souffrances aux patients du monde entier. Maintenant, chercheurs de l'Université de technologie Chalmers, Suède, ont développé une nouvelle méthode pour prévenir de telles infections, en recouvrant un matériau à base de graphène de molécules bactéricides.

« Grâce à nos recherches, nous avons réussi à lier au graphène des molécules antibactériennes insolubles dans l'eau, et avoir la libération des molécules de manière contrôlée, manière continue à partir du matériau, " dit Santosh Pandit, chercheur au Département de Biologie et Génie Biologique de Chalmers, et premier auteur de l'étude récemment publiée dans Rapports scientifiques .

« C'est une condition essentielle pour que la méthode fonctionne. La manière dont nous lions les molécules actives au graphène est également très simple, et pourrait être facilement intégré dans les processus industriels."

Certaines bactéries peuvent former des couches superficielles impénétrables, ou « biofilms », " sur les implants chirurgicaux, tels que les implants dentaires et autres implants orthopédiques, et représentent un problème majeur pour les soins de santé à l'échelle mondiale. Les biofilms sont plus résistants que les autres bactéries, et les infections sont donc souvent difficiles à traiter, entraînant de grandes souffrances pour les patients, et dans le pire des cas, nécessitant le retrait ou le remplacement des implants. En plus des effets sur les patients, cela entraîne des coûts importants pour les prestataires de soins de santé.

Le graphène convient comme matériau de fixation

Il existe une variété d'insolubles dans l'eau, ou hydrophobe, médicaments et molécules utilisables pour leurs propriétés antibactériennes. Mais pour qu'ils soient utilisés dans le corps, ils doivent être attachés à un matériau, ce qui peut être difficile et laborieux à fabriquer.

"Le graphène offre ici un grand potentiel d'interaction avec des molécules ou des médicaments hydrophobes, et quand nous avons créé notre nouveau matériel, nous avons fait usage de ces propriétés. Le processus de liaison des molécules antibactériennes a lieu à l'aide d'ultrasons, " dit Santosh Pandit.

Dans l'étude, le matériau de graphène a été recouvert d'acide usnique, qui est extrait des lichens, par exemple le lichen fruticuleux. Des recherches antérieures ont montré que l'acide usnique a de bonnes propriétés bactéricides. Il agit en empêchant les bactéries de former des acides nucléiques, notamment l'inhibition de la synthèse d'ARN, et bloquant ainsi la production de protéines dans la cellule.

Une méthode simple ouvre la voie à de futurs médicaments

L'acide usnique a été testé pour sa résistance aux bactéries pathogènes Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis, deux coupables courants pour la formation de biofilm sur les implants médicaux. Le nouveau matériau des chercheurs a présenté un certain nombre de propriétés prometteuses. En plus des résultats positifs pour l'intégration de l'acide usnique dans la surface du matériau graphène, ils ont également observé que les molécules d'acide usnique étaient libérées de manière contrôlée et continue, empêchant ainsi la formation de biofilms en surface.

« Plus important encore, nos résultats montrent que la méthode de liaison des molécules hydrophobes au graphène est simple. Il ouvre la voie à une protection antibactérienne plus efficace des produits biomédicaux à l'avenir. Nous prévoyons maintenant des essais où nous explorerons la liaison d'autres molécules et médicaments hydrophobes avec un potentiel encore plus grand pour traiter ou prévenir diverses infections cliniques, " dit Santosh Pandit.