Requin (matériel) - Sharklet (material)

Sharklet , fabriqué par Sharklet Technologies, est un produit en feuille de plastique bio-inspiré structuré pour empêcher la croissance des micro-organismes , en particulier la croissance bactérienne . Il est commercialisé pour être utilisé dans les hôpitaux et autres lieux présentant un potentiel relativement élevé de propagation des bactéries et de provoquer des infections. Le revêtement des surfaces avec Sharklet fonctionne en raison de la texture à l'échelle nanométrique de la surface du produit.

L'inspiration pour la texture de Sharklet est venue de l'analyse de la texture de la peau de requin , qui n'attire pas les balanes ou autres salissures biologiques , contrairement aux coques de navires et autres surfaces lisses. La texture s'est avérée plus tard repousser également l'activité microbienne.

Histoire

Le matériau Sharklet est bio-inspiré et a été développé par le Dr Anthony Brennan, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l' Université de Floride , tout en essayant d'améliorer la technologie antifouling pour les navires et les sous-marins à Pearl Harbor.

Brennan s'est rendu compte que les requins ne subissent pas d'encrassement. Il a observé que les denticules de peau de requin sont disposés à l'échelle du micromètre dans un micro-motif distinct répétitif en diamant avec des millions de minuscules côtes. Le rapport largeur-hauteur des côtelettes de denticule de requin correspondait à son modèle mathématique pour la texture d'un matériau qui découragerait les micro-organismes de s'installer. Le premier test réalisé a montré une réduction de 85 % de la colonisation des algues vertes par rapport aux surfaces lisses.

Texture

La texture de Sharklet est une combinaison de « crête » et de « ravin » à l'échelle micrométrique.

Résistance à l'attachement bactérien

La prévention de l'adhérence et la restriction de la translocation ont été démontrées et sont censées contribuer de manière significative à la limitation du risque d'infections associées au dispositif.

La topographie de Sharklet crée un stress mécanique sur les bactéries de sédimentation, un phénomène connu sous le nom de mécanotransduction . Les gradients de nanoforce causés par les variations de surface induisent des gradients de contrainte dans le plan latéral de la membrane de surface d'un micro-organisme en phase de sédimentation lors du contact initial. Ce gradient de contrainte perturbe les fonctions cellulaires normales, forçant le micro-organisme à fournir de l'énergie pour ajuster sa zone de contact sur chaque élément topographique pour égaliser les contraintes. Cette dépense d'énergie est thermodynamiquement défavorable au décanteur, l'incitant à rechercher une autre surface sur laquelle se fixer. Sharklet est cependant fabriqué avec le même matériau que les autres plastiques.

L'agencement physique améliore l' hydrophobie de la surface du dispositif de telle sorte que l'énergie de fixation des bactéries est insuffisante pour l'adhérence et/ou la colonisation.

La contamination de la surface de l'environnement fournit un réservoir potentiel pour que les agents pathogènes persistent et provoquent une infection chez les patients sensibles. Les micro-organismes colonisent les implants biomédicaux en développant des biofilms, des communautés structurées de cellules microbiennes intégrées dans une matrice polymérique extracellulaire qui adhèrent à l'implant et/ou aux tissus hôtes. Les biofilms représentent une menace importante pour la santé humaine car ils peuvent abriter un grand nombre de bactéries pathogènes. Jusqu'à 80 % des infections bactériennes chez l'homme impliquent des micro-organismes provenant de biofilms, et la formation de biofilms sur des dispositifs médicaux peut entraîner des infections nosocomiales et un taux de mortalité potentiellement plus élevé. La demeure des dispositifs médicaux est associée à un risque élevé d'infection, étant donné l'abondance de la flore bactérienne sur la peau humaine et le risque de contamination par d'autres sources, le fait que de nombreux agents pathogènes responsables de ces infections sont multirésistants, voire panrésistant, est devenu particulièrement problématique, avec peu d'options de traitement disponibles pour les travailleurs de la santé et l'industrie recherche des moyens sûrs et efficaces pour prévenir les infections associées aux dispositifs.

Les micro-motifs Sharklet peuvent être incorporés sur les surfaces d'une variété de dispositifs médicaux pendant le processus de fabrication. Ce micro-motif est efficace contre l'encrassement biologique et l'attachement microbien et est non toxique. Il a donc le potentiel d'aider au contrôle des infections sur les dispositifs médicaux tels que les dispositifs percutanés. Il a été démontré que les micro-modèles de requin contrôlent la bio-adhérence d'un large éventail de micro-organismes marins, de bactéries pathogènes et de cellules eucaryotes. Ils réduisent la colonisation par S. aureus et S. epidermidis après exposition à un environnement vasculaire simulé de 70 % ou plus par rapport aux témoins lisses. Ce micro-motif réduit de la même manière l'adhésion plaquettaire et la formation de gaine de fibrine d'environ 80 %. Une étude in vitro a démontré qu'il réduisait efficacement la colonisation des bactéries pathogènes S. aureus et P. aeruginosa . Il est important de noter que ce contrôle de l'infection a été réalisé sans l'aide d' agents antimicrobiens .

Voir également

Les références

Liens externes