Utilisation de la photochimie pour l'élaboration de revêtements biosourcés antibactériens – sPECTRAL

Les infections bactériennes constituent une problématique majeure dans beaucoup de domaines, mais particulièrement dans le milieu médical. Environ 64% des infections contractées dans le monde hospitalier sont dues à l'adhésion et à la prolifération de bactéries sur des implants, et sont responsables de la mort de 100000 personnes par an aux États-Unis ainsi que de l'augmentation globale des coûts médicaux. Afin de résoudre le problème de la résistance croissante des bactéries envers les antibiotiques, l'industrie biomédicale s'est intéressée à la synthèse de nouveaux systèmes antimicrobiens. Malgré la diversité des populations bactériennes et la multitude des surfaces traitées, de nouvelles stratégies doivent être développées pour limiter et prévenir la colonisation bactérienne sur la surface des matériaux.
Le projet sPECTRAL vise à développer des revêtements antibactériens selon un procédé photochimique innovant pour éliminer la colonisation des bactéries (en particulier Escherichia coli et Staphylococcus aureus) sur les surfaces en milieu hospitalier. La nouveauté du projet repose sur une nouvelle approche chimique qui vise à réduire l'énergie requise pour la synthèse des revêtements, à éliminer la dispersion de produits nocifs (composés organiques volatils) dans l’environnement puisque les revêtements sont synthétisés en l'absence de solvants, et à augmenter l'utilisation des ressources renouvelables pour la synthèse de revêtements à faible coût, mécaniquement très résistants présentant des propriétés antibactériennes permanentes.
Ce projet répond complètement à cette problématique avec le développement de nouvelles méthodologies de synthèse liées à la production de revêtements conçus en un temps réduit et à moindre coût. Ce projet répond également au principe de la chimie verte selon les critères suivants:

1) L'utilisation de la photochimie (photopolymérisation radicalaire et cationique): cette technique présente de nombreux avantages, i.e synthèses à température ambiante, la faible consommation d'énergie (irradiation dans le domaine du visible ou sous lumière naturelle) et des vitesses de polymérisations très élevées.
2) L'utilisation d'huiles végétales produites industriellement ou de monomères époxydés ou methacrylates issus des bio-ressources à faible coût comme les sucres, le glycérol ou les dérivés (poly)phénoliques.
3) Une très grande facilité à synthétiser des nanoparticules d'oxydes métalliques sous irradiation dans le visible ou sous UV, dans les matrices polymères afin d'augmenter leur résistance mécanique dans le temps.
4) L'utilisation de colorants naturels comme photosensibilisateurs pour amorcer la polymérisation et comme générateur d'espèces réactives oxygénées (ROS) pour la synthèse de revêtements antibactériens permanents.

But: Elaborer rapidement et de façon écologique, des revêtements présentant à la fois de bonnes propriétés mécaniques (flexibilité, dureté) et des propriétés antibactériennes permanentes contre les Escherichia coli et les Staphylocoques dorés. Ceci constitue une importance capitale pour l'utilisation de ces revêtements dans le domaine médical et tout ce qui concerne les infections contractées dans les hôpitaux.
Les nouvelles propriétés de ces revêtements seront intéressantes pour surmonter les problèmes liés à la faible résistance mécanique et à la non-permanence des propriétés antibactériennes des revêtements décrits dans la littérature. La proposition de synthèse développée dans ce projet offrira une meilleure durabilité des revêtements tout en réduisant les frais d'entretien et de maintenance. Parmi les bénéfices escomptés, on peut citer:
i) Revêtement qui combine la dureté et la flexibilité
ii) Plus résistant mécaniquement
iii) Activité antibactérienne permanente
iv) Revêtements à faible coût