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BIOFILM : Nanotechnologie et photonique pour le prévenir

Actualité publiée il y a 4 mois 1 jour 11 heures
Nano Letters
Toute insertion d'un implant dans le corps d'un patient s'accompagne d'un risque de contamination bactérienne pendant la chirurgie et de la formation d'un biofilm.

Inventés il y a environ 50 ans, les mailles chirurgicales sont devenues des dispositifs clés dans les chirurgies de tissus endommagés, le plus courant étant la réparation d'une hernie. Une fois implantées dans les tissus du patient, la flexibilité et l’adaptabilité de ces mailles aide à maintenir les muscles tendus et permet aux patients de récupérer beaucoup plus rapidement. Cependant, toute insertion d'un implant dans le corps d'un patient s'accompagne d'un risque de contamination bactérienne pendant la chirurgie et de la formation d'un biofilm. Ces chercheurs de l’Institute of Photonic Sciences (ICFO, Barcelone) présentent dans les Nano Letters, une nouvelle approche par la lumière et la nanotechnologie pour prévenir la contamination des implants.

 

Car les biofilms qui se forment à leur surface ont tendance à agir comme un revêtement plastique, empêchant tout agent antibiotique d'atteindre et d'attaquer les bactéries formant le biofilm. La plupart du temps, les traitements antibiotiques échouent contre ces bactéries super-résistantes et le patient est contraint de subir des chirurgies répétées. Ainsi, en 2015, plus de 30.000 décès en Europe liés à des infections résistantes aux antibiotiques ont été recensés. De nombreuses approches ont été testées pour prévenir la contamination des implants lors d'une intervention chirurgicale. Des protocoles d’asepsie postopératoire ont même été mis en œuvre pour lutter contre ces bactéries résistantes aux antibiotiques, mais aucun n'a pu résoudre totalement le problème.

Un processus de conversion lumière-chaleur qui a déjà été testé dans des traitements du cancer.

Ici, les chercheurs de Barcelone, en collaboration avec le laboratoire BBraun spécialisé dans les dispositifs médicaux et pharmaceutiques, ont mis au point une nouvelle technique qui fait appel à la nanotechnologie et à la photonique pour améliorer considérablement la sécurité de ces maillages médicaux destinés aux implants chirurgicaux. En pratique, leur maillage médical est doté d'une caractéristique particulière : sa surface a été modifiée chimiquement pour ancrer des millions de nanoparticules d'or qui vont permettre de convertir très efficacement la lumière en chaleur dans des régions très localisées.

 

Ce processus de conversion lumière-chaleur a déjà été testé dans des traitements du cancer. Ici, les maillages ont été testés pour leur stabilité à long terme et notamment pour l’homogénéité de la distribution des nanoparticules sur la structure et la solidité de leur ancrage. Ensuite, le maillage a été exposé à la bactérie S. aureus durant 24 heures jusqu'à observation de la formation d'un biofilm à sa surface. Enfin, exposé à une vingtaine d’impulsions brèves et intenses de lumière infrarouge proche (800 nm) pendant 30 secondes pour assurer l’équilibre thermique, le maillage en convertissant la lumière en chaleur brûle et élimine ainsi les bactéries et le biofilm. Et les bactéries du biofilm qui survivent à ce traitement de choc, recouvrent leur sensibilité ou leur vulnérabilité à l’antibiothérapie. Enfin, l’exposition à la lumière proches de l'infrarouge n'endommage apparemment pas les tissus sains environnants.

 

Les nanotechnologies basées sur les plasmons de surface semblent donc ouvrir une nouvelle option de prévention du biofilm bactérien à la surface des implants chirurgicaux. Plusieurs problèmes doivent encore être résolus, mais, précisent les chercheurs, la mise au point d’un telle technique signifiera en effet un changement radical des procédures opératoires et globalement, une toute nouvelle stratégie de lutte contre les infections nosocomiales.

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