Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Des polymères antimicrobiens à large spectre et à action rapide pour lutter contre un problème de santé mondial croissant

Richard J Spontak

L'adhésion de pathogènes tels que des bactéries et des virus sur diverses surfaces conduit régulièrement à une transmission ultérieure à de nouveaux hôtes, favorisant considérablement la prolifération d'organismes potentiellement dangereux. Cette séquence est particulièrement inquiétante dans le cas des pathogènes résistants aux antibiotiques, qui deviennent une menace mondiale pour la santé humaine. Selon les Centres américains pour le contrôle et la prévention des maladies, 1 patient hospitalisé sur 20 est touché par des infections nosocomiales, entraînant 100 000 décès par an rien qu'aux États-Unis. Parmi ceux-ci, environ 23 000 décès sont attribués à des pathogènes résistants aux médicaments tels que le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM). Des souches souvent qualifiées de « superbactéries cauchemardesques » et présentant une résistance très élevée aux antibiotiques de dernier recours ont été signalées partout dans le monde en 2017. Bien que les métaux (oxydes) aient été utilisés comme surfaces ou introduits sous forme de nanoparticules dans une large gamme de substrats pour servir d'agents antimicrobiens et éradiquer un large éventail de pathogènes, ils souffrent tous d'un épuisement éventuel des réservoirs ou d'une résistance microbienne, et ils ont tendance à être spécifiques à un pathogène ou à une condition. De plus, si elles ne sont pas liées de manière covalente ou étroitement intégrées, ces nanoparticules peuvent s'infiltrer dans l'environnement et entraîner des problèmes de santé supplémentaires. Dans cette étude, nous discutons d'abord d'un polymère photodynamique composé d'un élastomère thermoplastique oléfinique modifié avec du zinc tétra(4-N-méthylpyridyl) porphine (ZnTMPyP4+), un antimicrobien photoactif, et montrons que cette combinaison est efficace pour inactiver 5 souches bactériennes, dont le SARM, 3 virus différents et un champignon lors d'une exposition à une lumière non cohérente. En atteignant une efficacité antibactérienne et antivirale d'au moins 99,89 %, cette méthodologie, qui repose sur la formation d'oxygène singulet, constitue une voie non spécifique et très efficace pour éliminer les pathogènes nocifs par simple exposition à la lumière visible et à l'oxygène. Une autre stratégie efficace utilise uniquement de l'eau et un saut de pH pour tuer 99,9999 % des bactéries sensibles/résistantes aux antibiotiques et plusieurs virus en seulement 5 minutes.