Dans leur étude, publiée dans la revue scientifique ACS Nano, l'équipe a montré qu'en utilisant un laser pour chauffer une fine feuille d'atomes de carbone – appelée graphène – placée à la surface d'un implant, elle pouvait tuer plus de 98 % de la méthicilline. La bactérie résistante Staphylococcus aureus (SARM), qui est une cause majeure d'infections nosocomiales.
De plus, en contrôlant finement l’intensité du laser, ils ont pu tuer les bactéries sans endommager les tissus sous-jacents, ce qui en fait une approche prometteuse pour prévenir les infections dans les implants tels que les articulations artificielles, les valvules cardiaques, les stents et les cathéters.
Le graphène est un matériau constitué d'une seule couche d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal et possède des propriétés exceptionnelles, telles qu'être extrêmement solide, flexible, léger et conducteur de chaleur et d'électricité. Pour ces raisons, le graphène a été largement étudié pour un large éventail d'applications, notamment l'électronique, le stockage d'énergie et les dispositifs biomédicaux.
L'équipe de NTU Singapour, dirigée par le professeur agrégé Javier García de Abajo, a utilisé le graphène en raison de ses excellentes propriétés thermiques et de sa capacité à convertir l'énergie lumineuse en chaleur, ce qui lui permet de tuer rapidement les bactéries.
Lorsqu’un laser est projeté sur du graphène, le matériau s’échauffe rapidement, créant une zone localisée de haute température mortelle pour les bactéries. Dans leurs expériences, les chercheurs ont découvert que le graphène induit par laser pouvait tuer les bactéries SARM en quelques secondes seulement.
En plus de tuer les bactéries, le graphène induit par laser a également empêché les bactéries de former un biofilm, qui est une fine couche visqueuse de bactéries, de levures et d'autres micro-organismes pouvant se développer sur les surfaces en contact avec l'eau.
Le graphène induit par laser est une approche prometteuse pour prévenir les infections des implants. Il est efficace pour tuer les bactéries et prévenir la formation de biofilm sans endommager les tissus sous-jacents.
Les biofilms constituent un problème majeur dans le domaine des soins de santé, car ils peuvent rendre beaucoup plus difficile le traitement des infections et entraîner des maladies chroniques. Ils sont également une cause majeure d’infections associées aux dispositifs, c’est-à-dire des infections qui surviennent chez les patients porteurs de dispositifs médicaux implantés dans leur corps.
"Les infections associées aux appareils sont très préoccupantes, car elles peuvent entraîner une septicémie et d'autres affections potentiellement mortelles", explique García de Abajo. "Il est essentiel de développer de nouvelles stratégies pour prévenir ces infections, et nous pensons que le graphène induit par laser pourrait être une solution prometteuse."
Les chercheurs prévoient de développer davantage leur technologie et de travailler à sa mise sur le marché. Ils pensent également que le graphène induit par laser pourrait avoir des applications au-delà des soins de santé, comme dans l’industrie alimentaire ou dans les systèmes de purification de l’eau.
