Les revêtements de cellulose « invisibles » qui atténuent la transmission de pathogènes en surface

17 mai 2023

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par l'Université de Birmingham

La recherche a montré qu'un film mince de cellulose peut désactiver le virus SARS-CoV-2 en quelques minutes, inhiber la croissance de bactéries telles que E. coli et atténuer le transfert de contact de pathogènes.

La couche est constituée d'un film mince de fibres de cellulose invisible à l'œil nu et résistant à l'abrasion en conditions sèches, ce qui la rend adaptée à une utilisation sur des objets à fort trafic tels que les poignées de porte et les rampes d'escalier.

La couche a été développée par des équipes scientifiques de l'Université de Birmingham, de l'Université de Cambridge et de FiberLean Technologies, qui ont travaillé sur un projet visant à formuler des traitements pour les surfaces en verre, en métal ou en stratifié qui offriraient une protection durable contre le virus COVID-19.

Alors que les désinfectants chimiques conventionnels et les conceptions de surfaces antivirales ciblent soit les protéines structurelles soit les acides nucléiques, les chercheurs, dirigés par le professeur Zhenyu Jason Zhang, de l'école de génie chimique de Birmingham, se sont concentrés sur le dessèchement des gouttelettes respiratoires qui contiennent les virus grâce à la force capillaire introduite par la structure poreuse.

Le virus COVID-19 est connu pour rester actif pendant plusieurs jours sur des surfaces telles que le plastique et l'acier inoxydable, mais pendant seulement quelques heures sur les journaux. L'équipe, qui possède une expertise en chimie de surface et en formulation d'ingénierie, a étudié la structure et les performances d'un revêtement fabriqué à partir de cellulose micro-fibrillée (MFC) fournie par FiberLean Technologies, le principal producteur mondial de MFC pour l'industrie du papier et de l'emballage.

Les chercheurs ont constaté que la nature poreuse du film joue un rôle important : elle accélère le taux d'évaporation des gouttelettes liquides et introduit une pression osmotique déséquilibrée à travers la membrane bactérienne.

Ils ont ensuite testé si le revêtement pouvait inhiber la transmission de surface de SARS-CoV-2. Ils ont constaté une réduction de trois fois de l'infectiosité lorsque les gouttelettes contenant le virus ont été laissées sur le revêtement pendant 5 minutes, et après 10 minutes, l'infectiosité est tombée à zéro.

En revanche, lorsque des gouttelettes contenant le SARS-CoV-2 ont été laissées sur une surface en verre, leur infectiosité initiale a été maintenue après 10 minutes. Les tests antimicrobiens ont été répétés avec des gouttelettes contenant des bactéries (E. coli et S. epidermidis), et là encore, les chercheurs ont observé des réductions substantielles de l'infectiosité à 1 heure et 24 heures.

Les expériences ont été répétées avec de la salive artificielle en aérosol, et l'analyse a suggéré que le film mince de cellulose est également efficace pour supprimer le transfert de contact des aérosols respiratoires.

Le professeur Zhang a commenté : "Le risque de transmission de surface, par opposition à la transmission par aérosol, vient des grosses gouttelettes qui restent infectieuses si elles se posent sur des surfaces dures, où elles peuvent être transférées par contact. Cette technologie de revêtement de surface utilise des matériaux durables et pourrait potentiellement être utilisée en conjonction avec d'autres actifs antimicrobiens pour offrir un effet antimicrobien durable et à libération lente."

Les chercheurs ont confirmé la stabilité du revêtement par des tests d'abrasion mécanique, où le revêtement n'a montré aucun dommage remarquable lorsqu'il était sec, mais une élimination facile de la surface lorsqu'il était mouillé, ce qui le rend pratique et adapté à la pratique quotidienne de nettoyage et de désinfection.

L'article est publié dans le Journal ACS Applied Materials & Interfaces.

Plus d'information : Shaojun Qi et al, Porous Cellulose Thin Films as Sustainable and Effective Antimicrobial Surface Coatings, ACS Applied Materials & Interfaces (2023). DOI: 10.1021/acsami.2c23251

Informations sur le journal : ACS Applied Materials and Interfaces

Fourni par l'Université de Birmingham