Le nouveau matériau en cuivre a un effet bactéricide et peut tuer 97 % des Staphylococcus aureus en quatre heures.
Un nouveau produit à base de cuivre peut aider à lutter contre la menace croissante des superbactéries en tuant les bactéries plus rapidement et plus efficacement que le cuivre standard, soit plus de 100 fois plus efficace.
Le cuivre a été grossi 2,000 fois au microscope électronique à balayage, révélant sa structure unique en forme de micro-peigne.
Le nouveau produit à base de cuivre est le résultat d'une recherche collaborative entre l'Université RMIT et l'agence scientifique nationale australienne CSIRO, dont les résultats viennent d'être publiés dans Biomaterials.
Le cuivre est utilisé depuis longtemps contre différentes souches bactériennes, notamment le Staphylococcus aureus commun, car les ions libérés par la surface métallique sont toxiques pour les cellules bactériennes.
Mais comme l'explique le professeur émérite Qian Ma de l'Université RMIT, le processus est lent lorsqu'on utilise du cuivre standard, et les chercheurs du monde entier s'efforcent de l'accélérer.
Une surface de cuivre standard tuera environ 97 % des Staphylococcus aureus en quatre heures.
Incroyablement, lorsque Staphylococcus aureus a été placé sur notre surface en cuivre spécialement conçue, il a détruit plus de 99,99 % des cellules en seulement deux minutes. Non seulement c’est plus efficace, mais c’est 120 fois plus rapide.
Ces résultats ont été obtenus sans l’aide d’aucun médicament. La construction en cuivre s'est révélée très efficace pour ce matériau courant.
L'équipe estime que le nouveau matériau, une fois développé, pourrait avoir un large éventail d'applications, notamment les poignées de porte antibactériennes et autres surfaces tactiles dans les écoles, les hôpitaux, les maisons et les transports publics, ainsi que les respirateurs antibactériens ou la filtration dans les dispositifs des systèmes de ventilation, et masques.
L'équipe étudie actuellement l'efficacité du cuivre amélioré contre le SRAS-COV-2, notamment en évaluant des échantillons imprimés en 3D.
D'autres études ont montré que le cuivre peut être très efficace contre les virus, ce qui a conduit l'Agence américaine de protection de l'environnement à approuver formellement les surfaces en cuivre pour une utilisation antivirale plus tôt cette année.
L'auteur principal de l'étude, le Dr Jackson Leigh-Smith, a déclaré que la structure poreuse unique du cuivre est la clé de son efficacité en tant que tueur rapide de bactéries.
L’alliage est créé à l’aide d’un processus spécial de moulage en cuivre qui organise les atomes de cuivre et de manganèse dans une structure spécifique.
Les atomes de manganèse sont ensuite retirés de l'alliage à l'aide d'un processus chimique peu coûteux et évolutif appelé « désalliage », laissant la surface du cuivre pur remplie de minuscules cavités micrométriques et nanométriques.
Le cuivre est composé de micropores en forme de peigne avec des nanopores plus petits dans chaque dent ; sa surface active est immense. Le motif rend également la surface superhydrophile, ou hydrophile, de sorte que l’eau existe sous forme de film plat plutôt que de gouttelettes.
L'effet hydrophile signifie que les cellules bactériennes ont du mal à conserver leur forme lorsqu'elles sont étirées par les nanostructures de surface, tandis que le motif poreux permet une libération plus rapide des ions cuivre.
Ces effets combinés provoquent non seulement une dégradation structurelle des cellules bactériennes, les rendant plus sensibles aux ions cuivre toxiques, mais favorisent également l’absorption des ions cuivre par les cellules bactériennes. C’est cette combinaison d’effets qui accélère grandement l’élimination des bactéries.
Les chercheurs du monde entier cherchent à développer de nouveaux matériaux et dispositifs médicaux pour contribuer à réduire la montée des superbactéries résistantes aux antibiotiques en réduisant le besoin d’antibiotiques. Les infections résistantes aux médicaments sont en augmentation et, avec le nombre limité de nouveaux antibiotiques sur le marché, le développement de matériaux antibactériens pourrait jouer un rôle important dans la résolution de ce problème.
Ce nouveau produit à base de cuivre offre une option prometteuse et abordable dans la lutte contre les superbactéries et n'est qu'un exemple de la manière dont le CSIRO contribue à lutter contre le risque croissant de résistance aux antibiotiques.
Cette recherche a été initiée dans le cadre du programme de doctorat RMIT-CSIRO et ensuite cofinancée par la Fondation CASS, Melbourne, Australie. Ce procédé innovant est actuellement breveté aux États-Unis, en Chine et en Australie.
