Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo (TMU), une université publique de recherche située à Hachioji, à Tokyo, au Japon, ont développé des surfaces d’alumine nanostructurées de pointe qui offrent une résistance antibactérienne remarquable tout en favorisant la croissance saine des cellules en culture. L’équipe a utilisé des techniques électrochimiques avancées avec de l’acide sulfurique concentré pour créer des surfaces en alumine poreuse anodique (APA) dotées de propriétés antibactériennes exceptionnelles. Ces surfaces innovantes empêchent efficacement la croissance bactérienne sans compromettre les cultures cellulaires, ouvrant ainsi la voie à des environnements de culture cellulaire plus sûrs et sans antibiotiques. Cette technologie révolutionnaire a le potentiel de révolutionner la médecine régénérative en permettant la production de cultures cellulaires de haute qualité et sans contamination.
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Les surfaces antibactériennes jouent un rôle essentiel dans la protection de la santé publique et l’amélioration de la vie quotidienne. Les approches traditionnelles, telles que l’utilisation d’antibiotiques et de produits chimiques agressifs, présentent souvent des inconvénients importants, notamment des dommages environnementaux, des risques pour la santé et le problème croissant des bactéries résistantes aux antibiotiques. À mesure que ces défis augmentent, la demande de solutions innovantes et respectueuses de l’environnement pour lutter contre les bactéries pathogènes est plus pressante que jamais. Les surfaces nanostructurées, comme l’alumine poreuse anodique (APA), offrent une alternative prometteuse et durable.
Le concept de surfaces nanostructurées comme agents antibactériens trouve ses racines dans la nature. Au début des années 2010, des chercheurs ont découvert que les nanostructures naturelles présentes sur les ailes des cigales et des libellules étaient très efficaces pour résister à la contamination bactérienne. Ces motifs de surface complexes perturbent physiquement les membranes cellulaires bactériennes, empêchant ainsi leur propagation. Inspirés par cette remarquable défense naturelle, les scientifiques ont exploré des méthodes rentables pour reproduire artificiellement de telles surfaces, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère de technologies antibactériennes plus sûres et plus durables.
Crédit image : Université métropolitaine de Tokyo
Percée dans les surfaces respectueuses des cellules et antibactériennes
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Takashi Yanagishita de l’Université métropolitaine de Tokyo fait progresser l’application de l’alumine poreuse anodique (APA) dans la technologie antibactérienne. En immergeant des surfaces en aluminium poli dans une cellule électrochimique dans des conditions spécifiques, l’équipe a développé un ensemble très ordonné de piliers poreux d’alumine (oxyde d’aluminium) sur la surface. Ces structures en forme d’aiguilles sont précisément conçues pour tuer les bactéries, rendant les surfaces traitées hautement antibactériennes.
Les chercheurs ont affiné leur procédé et découvert que les surfaces APA produites dans de l’acide sulfurique concentré présentent des propriétés antibactériennes considérablement améliorées par rapport aux solutions existantes. Il est important de noter que ces surfaces se sont révélées non toxiques pour les cellules biologiques qui y sont cultivées.
Des antibiotiques sont souvent ajoutés au milieu de culture dans les cultures cellulaires traditionnelles pour prévenir la contamination bactérienne. Cependant, cette approche présente des limites critiques, notamment son inefficacité contre les bactéries résistantes aux antibiotiques et le risque de favoriser des souches plus résistantes en raison d’une utilisation excessive. Les surfaces APA éliminent le besoin de tels additifs, offrant ainsi une solution plus sûre et plus durable pour les applications de culture cellulaire.
Application de technologies révolutionnaires en médecine
La découverte de l’équipe apporte des avancées prometteuses à la médecine régénérative, où les cellules sont cultivées en laboratoire avant d’être utilisées pour réparer les tissus ou organes endommagés chez les patients. Toute contamination bactérienne de ces cellules peut présenter de graves risques, notamment pour les personnes déjà malades. Pour éviter cela, les scientifiques s’appuient généralement sur des environnements coûteux et hautement stériles. Cependant, l’équipe pense que leurs substrats innovants pourraient ouvrir la voie à des cultures cellulaires sans antibiotiques, rendant possible la croissance de cellules en toute sécurité dans un plus large éventail de contextes. Cette percée peut transformer la manière dont les patients sont traités et élargir considérablement l’échelle et l’accessibilité des expériences scientifiques.
Crédit image du haut : Physics World
Crédit informationnel : SciTechDaily
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