SOMMAIRE

2.1. Secteur médical et hospitalier

2.2. Secteur de l’agro-alimentaire.

2.3. Secteur de l’élevage.

2.4. Secteur des transports.

En construction.

3. Les grands modes d’action des surfaces antibactériennes.

3.1. Surfaces anti-adhésion.

3.2. Surfaces bactéricides de contact

3.3. Surfaces à relargage contrôlé.

3.4. Surfaces photoactivables ou photocatalytiques.

3.5. Texturation et effets topographiques.

3.6. Biotechnologies antibactériennes : phages, enzymes et bactériolysines.

4. Prévention et curatif : quelle stratégie privilégier ?.

5. Limites des solutions conventionnelles.

5.1. Le cuivre métallique.

5.2. Les particules d’argent

5.3. Vers une synergie ?.

6. Développement de solutions innovantes.

6.1. L’oxyde de zinc.

6.2. Oxyde de zinc + dioxyde de titane.

6.3. Textiles antibactériens.

6.4. Le chitosan.

6.5. Phosphate de calcium dopés.

6.6. Les hydrogels dopés.

6.7. Les endolysines.

7. Normalisation et essais d’évaluation.

7.1. Normalisation.

7.2. Essais de validation.

7.3. Essais spécifiques selon le référentiel EPA.

8. Secteurs d’application - Matériaux métalliques.

8.1. Santé, biomédical et collectivités de soin.

8.2. Agroalimentaire.

8.3. Transport collectif

8.4. Élevage intensif

9. Secteurs d’application – Matériaux céramiques.

9.1. Biomédical, implants et ingénierie tissulaire.

9.2. Agroalimentaire et pharmaceutique.

9.3. Santé, collectivités et maisons de repos.

9.4. Transport collectif et infrastructures publiques.

9.5. Élevage intensif et environnements humides.

10. Secteurs d’application – Polymères, textiles.

10.1. Santé, biomédical et maisons de repos.

10.2. Textile technique et habillement professionnel

10.3. Agroalimentaire.

10.4. Transport collectif

10.5. Élevage intensif et biosécurité.

11. Spécificités des surfaces métalliques.

12. Spécificités des surfaces céramiques.

12.1. Alumine et zircone.

12.2. Phosphates de calcium..

12.3. Verres et surfaces vitrées.

12.4. Céramiques poreuses et macroporeuses.

13. Spécificités des surfaces polymères, composites et textiles.

13.1. Diversité chimique et morphologique.

13.2. Faibles températures de transformation.

13.3. Usure, lavage et vieillissement

13.4. Contact humain, confort et sécurité.

13.5. Fonctionnalisation dans la masse ou en surface.

14. Solutions technologiques pertinentes pour les métaux.

14.1. Métaux intrinsèquement antimicrobiens et alliages fonctionnels.

14.2. Couches d’oxydes antibactériennes.

14.3. Sol-gel et couches hybrides organique-inorganique.

14.4. Hydrogels fonctionnels.

14.5. Phages et bactériolysines immobilisés ou relargués.

14.6. Texturation laser et micro/nano-structuration.

14.7. Revêtements polymères antimicrobiens sur métal

15. Solutions technologiques pertinentes pour céramiques et verres.

15.1. Dopage antibactérien des céramiques.

15.2. Revêtements ZnO et oxydes fonctionnels.

15.3. Sol-gel et chimie douce.

15.4. Texturation laser et modification de surface.

15.5. Céramiques bioactives à relargage contrôlé.

15.6. Hydrogels et couches hybrides sur céramiques.

15.7. Phages, bactériolysines et enzymes antibiofilm..

16. Solutions technologiques pertinentes pour polymères, composites et textiles

16.1. Extrusion et compoundage antimicrobien.

16.2. Foulardage textile.

16.3. Enduction textile ou polymère.

16.4. Fonctionnalisation plasma.

16.5. Hydrogels de chitosan.

16.6. Phages et bactériolysines.

16.7. Solutions commerciales et benchmarks.

17. Acteurs identifiés – Matériaux métalliques.

17.1. Fournisseurs ou développeurs de solutions.

17.2. Utilisateurs, prescripteurs et démonstrateurs.

18. Acteurs identifiés – Matériaux céramiques.

18.1. Acteurs du consortium et partenaires technologiques.

18.2. Industriels et démonstrateurs biomédicaux.

18.3. Fournisseurs ou applicateurs de coatings.

18.4. Utilisateurs finaux et prescripteurs.

19. Acteurs identifiés – Matériaux polymères/textiles.

19.1. Acteurs du consortium et partenaires technologiques.

19.2. Fournisseurs et développeurs de solutions textiles/polymères.

19.3. Utilisateurs, prescripteurs et démonstrateurs.

Annexe — Cartographie des acteurs, solutions et sources web mobilisables.

Cartographie des acteurs et solutions.

1)Domaine biomédical, implants, santé, EPHAD et collectivités de soin.

Acteurs – compagnies actives dans le domaine.

Solutions.

Prestataires.

2) Domaine alimentaire et agroalimentaire.

Acteurs – compagnies actives dans le domaine.

3) Grands élevages, biosécurité et bâtiments agricoles.

Acteurs – compagnies actives dans le domaine.

4) Domaine des transports collectifs.

Coatings et solutions antimicrobiennes pour transports.

Prestataires et opérateurs liés au transport terrestre.

Aviation et aéroports.

5) Textiles, polymères, composites et surfaces souples.

Acteurs – compagnies actives dans le domaine.

6) Coatings antibactériens ou fonctionnalisations multi-substrats.

Points d’entrée institutionnels, réseaux et clusters.

Résumé

La résistance aux antimicrobiens constitue aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique, de sécurité sanitaire et de compétitivité industrielle. Si les antibiotiques, les désinfectants et les biocides restent indispensables, leur usage répété ou inadapté montre des limites : apparition de résistances, efficacité parfois insuffisante contre les biofilms, contraintes réglementaires, impacts environnementaux, perte d’efficacité après usure ou nettoyage répété.

Le projet ANTIRESI vise à développer des surfaces antibactériennes innovantes, durables et adaptées aux besoins des entreprises et des utilisateurs de la zone France–Wallonie–Vlaanderen. Le module de travail 3 se concentre sur trois familles de matériaux : les surfaces métalliques, les surfaces céramiques et verrières, et les surfaces polymères, composites et textiles.

Ce guide de référence propose un panorama sur la thématique des surfaces antimicrobiennes : les problématiques rencontrées dans divers secteurs d’activité, les solutions disponibles et de leurs modes d’action, leur efficacité et limites, les solutions émergentes en cours de développement, les essais et la normalisation, les acteurs et solutions existantes.

Chapitre 1

1.Pourquoi agir sur les surfaces ?

Les infections bactériennes et les contaminations microbiologiques ne se transmettent pas uniquement par contact direct entre individus. Les surfaces jouent un rôle important dans la persistance et la dissémination de micro-organismes, en particulier dans les environnements à forte fréquentation ou à exigences sanitaires élevées.

Les surfaces critiques peuvent être très diverses : poignées, rampes, plans de travail, instruments, convoyeurs, cuves, mobiliers, boutons d’ascenseur, barres de transport, sièges, parois, équipements médicaux, implants, cathéters, cages, abreuvoirs ou éléments de ventilation. Selon le secteur, ces surfaces sont soumises à des contraintes très différentes : abrasion, nettoyage chimique répété, humidité, cycles thermiques, contact alimentaire, contact biologique, stérilisation, contraintes mécaniques ou exigences réglementaires.

La problématique ne se limite pas à la présence ponctuelle de bactéries. En présence d’humidité, de matière organique, de protéines, de résidus alimentaires, de fluides biologiques ou de dépôts minéraux, des micro-organismes peuvent coloniser ces surfaces et former des biofilms ou des « Small Colony Variants » (SCV, forme bactérienne « ralentie », persistante, survivant mieux aux stress et aux antibiotiques que les souches normales).

Un biofilm est une communauté microbienne organisée, adhérant à une surface et protégée par une matrice extracellulaire. Cette structure peut rendre les bactéries moins sensibles aux désinfectants, aux antibiotiques et aux contraintes environnementales. Elle complique également l’élimination mécanique lors des opérations de nettoyage.

L’approche ANTIRESI repose donc sur une logique préventive : empêcher ou retarder l’adhésion bactérienne, limiter la croissance microbienne, perturber la formation de biofilm, ou conférer aux surfaces une activité antibactérienne durable. Cette approche ne remplace pas les protocoles d’hygiène, mais elle peut les renforcer en réduisant la charge microbienne entre deux opérations de nettoyage ou en limitant la formation de niches persistantes.

Chapitre 2

2.Les problématiques sectorielles

2.1 Secteur médical et hospitalier

Cartographie des risques environnementaux en milieu de soins - Identification des surfaces critiques et zones à risque

En milieu hospitalier, les mains des soignants et des patients agissent comme principaux vecteurs de la transmission manuportée croisée. Les surfaces critiques sont ainsi déterminées selon les fréquences de contact direct. Une étude a fait l’analyse quantitative de l'environnement immédiat du patient et permet de hiérarchiser les surfaces les plus contaminées selon la fréquence de contact [1]. Parmi les zones de contact fréquentes se trouvent : l’entourage du lit avec les barrières, la tablette de lit, les pompes à perfusion, les tubulures, …

Sur ces supports inertes, les pathogènes opportunistes font preuve d'une persistance environnementale très élevée, s'étendant de plusieurs semaines à plusieurs mois, maintenant ainsi un niveau de risque d'Infection Associée aux Soins (IAS) constant [2] malgré les nettoyages et qui sont la cause des maladies nosocomiales.

Si les zones les plus exposées sont dans l’environnement proche du patient, présentant un fort risque de transmission de germes par les mains, les lieux et services hospitaliers où la fragilité des patients et la nature des soins exigent une hygiène maximale sont classifiés en quatre catégories selon le niveau de risque encouru par le patient [3]. Les zones de risque le plus élevé (catégorie 4) sont principalement dans les blocs opératoires, les services de grands brûlés, les laboratoires de bactériologies et virologies.

La problématique des biofilms

Malgré le passage quotidien des équipes de nettoyage, une persistance bactérienne à long terme a été observée, y compris sur les surfaces sèches. Cela s'explique par la formation de biofilms bactériens résistants aux nettoyages conventionnels [4]. Contrairement aux biofilms classiques se développant en milieu hydrique, les biofilms en milieux secs s'installent sur des surfaces dures et sèches après un apport initial de fluides biologiques (sueur, sécrétions, microgouttelettes) [4], [5].

Les bactéries s'enkystent au sein d'une matrice de polymères extracellulaires. Cette matrice agit comme un véritable bouclier physique, limitant la diffusion des agents chimiques désinfectants et conférant aux micro-organismes une résistance aux agents biocides standards jusqu'à 1500 fois supérieure à celle de leurs homologues à l'état isolé [4]. Les analyses cliniques révèlent que sur toutes les surfaces analysées en unité de soins intensifs des biofilms viables étaient présents, que l'hôpital soit nettoyé une ou deux fois par jour, et quels que soient les types de désinfectants utilisés. Également, des micro-organismes ESKAPE ont été détectés dans 52 % des échantillons, persistant après l'application de protocoles de nettoyage conformes [5].

Profils microbiologiques des pathogènes cibles (Groupe ESKAPE)

Le groupe ESKAPE rassemble les bactéries cliniquement prioritaires du fait de leur rôle prépondérant dans l’apparition des maladies nosocomiales, de leur résistance aux antibiotiques et d’une aptitude supérieure à coloniser les surfaces dures [6]. Les bactéries ESKAPE ont évolué sous la pression des antibiotiques utilisés en médecine, ce qui a favorisé la survie des plus résistantes. Elles ont acquis des gènes de résistance par mutations et par échanges de matériel génétique. Avec le temps, elles sont devenues de plus en plus difficiles à éliminer.

Enterococcus faecium (ERV) : Bactérie de Gram positif capable de persister de 5 jours à 4 mois sur les surfaces inertes. Une prolifération excessive en dehors de leur habitat intestinal est une cause fréquente d’infections urinaires liées aux sondes, d’infections du site opératoire et d’infections du sang [2], [7].
Staphylococcus aureus (notamment le SARM) : Bactérie de Gram positif qui persiste de 7 jours à 7 mois. Présente en surface la peau, elle est responsable des infections des plaies allant jusqu’à l’infection des tissus mous, du sang, des organes vitaux (cœur, poumon) [2].
Klebsiella pneumoniae : Bactérie à Gram négatif qui persistent de quelques heures jusqu’à plus de 30 mois. Elles peuvent infecter plusieurs sites, notamment les poumons, les voies urinaires, la circulation sanguine et le cerveau [2].
Enterobacter spp. : Bactérie à Gram négatif qui peut causer des infections des voies urinaires, infections du site opératoire et infections liées à des dispositifs médicaux.
Acinetobacter baumannii : Bactérie à Gram négatif qui persiste de 3 jours à 5 mois sur les surfaces sèches. Elle infecte les patients qui présentent une immunodéficience sévère, et peut provoquer des infections respiratoires et urinaires et est également présent dans les infections des plaies [2].
Pseudomonas aeruginosa : Bactérie à Gram négatif qui persiste de 6 heures à 16 mois en présence d'une humidité résiduelle, 5 semaines sur surface sèche. Elle peut provoquer des infections à divers endroits, notamment au niveau des yeux, de la peau, des poumons et des voies urinaires. Elle peut être responsable de pneumonies associée à la ventilation mécanique, d’infections des voies urinaires, d’infections sanguines liées à un cathéter central et d’infections chirurgicales [2], [7]

Le biais humain et l'effet « Conditioning Film »

La prolifération des biofilms et l'échec des traitements de surface sont accentués par des défaillances biomécaniques lors des phases de nettoyage manuel [10].

Le geste technique d'essuyage de type « va-et-vient », combiné à une saturation rapide des microfibres, génère un phénomène d'étalement croisé : les bactéries ne sont pas éliminées mais redistribuées des zones à haute charge vers les surfaces saines dont les doigts de la personne en charge du nettoyage [8]. De plus, les cadences opérationnelles empêchent souvent le respect du temps de contact chimique dont l’efficacité peut varier selon le produits de 1 minutes à 1h selon les agents biocides et leur concentration [9].

Cette agression chimique incomplète détruit une fraction mineure des bactéries, libérant leurs débris cellulaires (lipides, protéines). Ces composants organiques forment un film de conditionnement qui fournit un apport nutritionnel direct aux bactéries survivantes [10], [11].

Bibliographie :

[1] K. Huslage, W. A. Rutala, E. Sickbert-Bennett, and D. J. Weber, ‘A Quantitative Approach to Defining “High-Touch” Surfaces in Hospitals’, Infect. Control Hosp. Epidemiol., 2010, doi: 10.1086/655016.

[2] A. Kramer, I. Schwebke, and G. Kampf, ‘How Long do Nosocomial Pathogens Persist on Inanimate Surfaces? A Systematic Review’, BMC Infect. Dis., vol. 6, p. 130, Feb. 2006, doi: 10.1186/1471-2334-6-130.

[3] Société Française d’Hygiène Hospitalière (SFHH)., ‘Recommandations pour le bionettoyage des surfaces en milieu de soins.’ Hygiènes, XXIV(5)., 2016.

[4] K. Vickery, A. Deva, A. Jacombs, J. Allan, P. Valente, and I. B. Gosbell, ‘Presence of biofilm containing viable multiresistant organisms despite terminal cleaning on clinical surfaces in an intensive care unit’, J. Hosp. Infect., vol. 80, no. 1, pp. 52–55, Jan. 2012, doi: 10.1016/j.jhin.2011.07.007.

[5] D. M. Costa et al., ‘Biofilm contamination of high‐touched surfaces in intensive care units: epidemiology and potential impacts’, Lett. Appl. Microbiol., vol. 68, no. 4, pp. 269–276, Apr. 2019, doi: 10.1111/lam.13127.

[6] L. B. Rice, ‘Federal Funding for the Study of Antimicrobial Resistance in Nosocomial Pathogens: No ESKAPE’, J. Infect. Dis., vol. 197, no. 8, pp. 1079–1081, Apr. 2008, doi: 10.1086/533452.

[7] P. Venkateswaran et al., ‘Revisiting ESKAPE Pathogens: virulence, resistance, and combating strategies focusing on quorum sensing’, Front. Cell. Infect. Microbiol., vol. 13, Jun. 2023, doi: 10.3389/fcimb.2023.1159798.

[8] S. A. Sattar et al., ‘Transfer of bacteria from fabrics to hands and other fabrics: development and application of a quantitative method using Staphylococcus aureus as a model: BACTERIAL TRANSFER TO AND FROM FABRICS’, J. Appl. Microbiol., vol. 90, no. 6, pp. 962–970, Jun. 2001, doi: 10.1046/j.1365-2672.2001.01347.x.

[9] G. Kampf, ‘Efficacy of biocidal agents and disinfectants against the monkeypox virus and other orthopoxviruses’, J. Hosp. Infect., vol. 127, pp. 101–110, Sep. 2022, doi: 10.1016/j.jhin.2022.06.012.

[10] G. S. Lorite, C. M. Rodrigues, A. A. De Souza, C. Kranz, B. Mizaikoff, and M. A. Cotta, ‘The role of conditioning film formation and surface chemical changes on Xylella fastidiosa adhesion and biofilm evolution’, J. Colloid Interface Sci., vol. 359, no. 1, pp. 289–295, Jul. 2011, doi: 10.1016/j.jcis.2011.03.066.

[11] J. M. R. Moreira, L. C. Gomes, K. A. Whitehead, S. Lynch, L. A. Tetlow, and F. J. Mergulhão, ‘Effect of surface conditioning with cellular extracts on Escherichia coli adhesion and initial biofilm formation’, Food Bioprod. Process., vol. 104, pp. 1–12, Jul. 2017, doi: 10.1016/j.fbp.2017.03.008.

Secteur de l’agro-alimentaire
Secteur de l’élevage
Secteur des transports

En construction

Chapitre 3

3. Les grands modes d’action des surfaces antibactériennes

Les solutions antibactériennes appliquées aux matériaux peuvent être classées selon plusieurs modes d’action. En pratique, les solutions les plus prometteuses combinent souvent plusieurs mécanismes.

3.1 Surfaces anti-adhésion

Les surfaces anti-adhésion cherchent à empêcher les premières étapes de colonisation. Elles agissent sur les interactions entre bactéries et substrat : énergie de surface, mouillabilité, charge électrique, rugosité, topographie, hydrophilie ou présence de couches antifouling. Les surfaces superhydrophobes peuvent être générées par une structuration nano ou micrométrique particulière et une combinaison d’agent hydrophobes (fluoropolymères, silicones) qui ne permettent pas à une goutte d’eau de s’étaler sur la surface, ce qui empêche les suspensions bactériennes liquides d'adhérer. Également, des solutions de greffage de polymères hydrophiles et électriquement neutres (zwitterions, PEG) piégeant une fine couche d'eau à la surface du matériau joue le rôle d’une barrière évitant le contact direct avec le substrat.

Cette approche est particulièrement intéressante lorsqu’on souhaite éviter le relargage d’agents actifs dans l’environnement. Elle est aussi pertinente pour les dispositifs médicaux, les surfaces alimentaires et les zones soumises à des contraintes réglementaires fortes. Son principal défi est la durabilité : une surface anti-adhésion doit conserver ses propriétés après nettoyage, abrasion, vieillissement et exposition à des milieux complexes.

3.2 Surfaces bactéricides de contact

Les surfaces bactéricides de contact tuent ou inactivent les bactéries lorsqu’elles entrent en contact avec la surface « contact killing ». Les mécanismes peuvent inclure la perturbation de la membrane bactérienne, des interactions électrostatiques, la production locale d’espèces réactives de l’oxygène ou l’effet d’ions métalliques.

Les surfaces au cuivre, à l’argent, au zinc ou intégrant des fonctions ammonium quaternaire appartiennent à cette famille. Leur intérêt est de limiter l’usage répété de désinfectants. Leurs limites concernent la vitesse d’action, le spectre d’efficacité, le maintien de l’activité en présence de matière organique, la toxicité éventuelle, l’usure et le cadre réglementaire applicable aux surfaces traitées.

3.3 Surfaces à relargage contrôlé

Certaines surfaces incorporent des agents antibactériens capables d’être libérés progressivement ou sous stimulus : ions métalliques, antiseptiques, antibiotiques, peptides antimicrobiens, enzymes, phages ou bactériolysines.

Cette approche peut être très efficace, notamment pour les dispositifs médicaux, les implants ou les surfaces difficiles à nettoyer. Elle pose toutefois plusieurs questions : contrôle de la cinétique de relargage, durée d’action, dose locale, risque de toxicité, risque de sélection de résistances, compatibilité avec la réglementation et stabilité au stockage ou à la stérilisation.

3.4 Surfaces photoactivables ou photocatalytiques

Les couches à base d’oxydes, comme TiO₂ ou ZnO, peuvent générer des espèces réactives en présence d’un stimulus lumineux ou selon leur chimie de surface. Ces espèces peuvent endommager les membranes bactériennes, les protéines ou l’ADN.

Ces solutions sont intéressantes pour des surfaces exposées à la lumière ou pour des environnements où une activation contrôlée est possible. Elles doivent toutefois être évaluées en conditions réelles : intensité lumineuse, humidité, encrassement, vieillissement, sécurité des utilisateurs et compatibilité avec les matériaux supports.

3.5 Texturation et effets topographiques

La topographie d’une surface influence l’adhésion bactérienne. Des micro- ou nano-texturations peuvent réduire l’ancrage bactérien, perturber la formation de biofilm ou au contraire, si elles sont mal conçues, créer des niches favorables à la contamination.

La texturation laser est particulièrement pertinente pour les métaux, car elle permet de modifier localement la rugosité, la mouillabilité et parfois la chimie de surface sans ajouter nécessairement de matière étrangère. Elle peut aussi servir à créer des réservoirs ou structures favorisant l’incorporation d’agents actifs avec relargage contrôlé.

3.6 Biotechnologies antibactériennes : phages, enzymes et bactériolysines

Les phages et bactériolysines représentent une famille de solutions émergentes. Les phages ciblent des bactéries spécifiques, tandis que certaines enzymes ou protéines peuvent dégrader des composants essentiels des bactéries ou de leur matrice biofilm.

Ces solutions ont l’avantage d’une forte spécificité et d’un potentiel d’action contre des bactéries problématiques. Leur intégration sur des surfaces métalliques nécessite toutefois des conditions douces, une stratégie de stabilisation, une maîtrise du relargage ou de l’immobilisation, ainsi qu’une évaluation rigoureuse de la sécurité et de la durabilité.

4.Prévention et curatif : quelle stratégie privilégier ?

Les solutions antibactériennes peuvent être pensées selon deux logiques : prévention ou curatif.

La prévention consiste à empêcher ou retarder l’adhésion bactérienne, limiter la charge microbienne, éviter la formation de biofilm ou réduire le risque de contamination croisée. C’est la stratégie privilégiée pour ANTIRESI. Elle est cohérente avec une approche One Health, car elle réduit la dépendance aux antibiotiques, limite les interventions lourdes et complète les protocoles de nettoyage-désinfection.

Le curatif intervient lorsque la contamination est installée. Il peut s’agir de désinfection intensive, de décontamination chimique, de retraitement de surface, de remplacement de composants, voire, dans le domaine médical, d’antibiothérapie ou de reprise chirurgicale. Ces solutions restent nécessaires dans certains cas, mais elles sont souvent plus coûteuses, plus invasives et moins durables.

Dans les secteurs industriels et collectifs, le curatif correspond souvent à des opérations d’arrêt, de nettoyage renforcé, de remplacement de pièces ou de gestion de crise. Dans le cas des implants, la formation d’un biofilm peut conduire à des complications graves : traitement long, chirurgie de révision, retrait de l’implant ou perte fonctionnelle. D’où l’intérêt stratégique de surfaces préventives, robustes et validées.

5.Limites des solutions conventionnelles

Les solutions actuellement utilisées reposent largement sur quatre familles : antibiotiques, désinfectants/biocides, ions métalliques et protocoles de nettoyage-désinfection.

Les antibiotiques sont indispensables pour traiter les infections, mais leur usage ne peut pas être considéré comme une stratégie de gestion des surfaces puisqu’il a été démontré que l’ADN de certaines souches bactériennes mutait pour accroître la résistance aux antibiotiques, diminuant progressivement l’efficacité de ces traitements. Pour cette raison, leur usage préventif doit rester fortement encadré, en particulier pour éviter la sélection de résistances.

Les désinfectants chimiques, dont les ammoniums quaternaires, alcools, oxydants chlorés, peroxydes ou aldéhydes, sont essentiels pour les protocoles d’hygiène. Ils présentent toutefois des limites : efficacité dépendante du temps de contact, de la concentration, de la propreté initiale, de la température, de la formulation et du respect du protocole. Leur usage répété peut également être contraignant pour les opérateurs, les matériaux et l’environnement. De plus, l’élimination des Small Colony Variant et des biofilms n’est pas toujours garantie.

Les ions métalliques comme Ag, Cu ou Zn sont utilisés pour leurs propriétés antimicrobiennes. Ils peuvent être intégrés dans des coatings, des alliages, des oxydes ou des matrices polymères. Leur intérêt est réel, mais leur développement doit tenir compte de la cytotoxicité, du relargage, de l’écotoxicité, du coût, de la réglementation biocide et de la durabilité de l’effet.

La section suivante est spécifiquement dédiée aux deux agents antimicrobiens : cuivre et argent les plus couramment utilisés dans l’industrie pour développer des surfaces aux propriétés antimicrobiennes.

5.1 Le cuivre métallique

Modes d’action

Le cuivre agit par « contact killing » de surface. Il se dissout en extrême surface et provoque des lésions de la membrane cellulaire qui se rompt. Cela entraîne une perte du potentiel membranaire et une fuite du contenu cytoplasmique. Les ions cuivre induisent la formation d'espèces réactives de l'oxygène, qui causent des lésions cellulaires supplémentaires et dégrade l'ADN génomique et plasmidique. Les bactéries à gram négatif sont plus sensibles à l’action du cuivre que celles à gram positif [1].

Efficacité

Le temps de contact nécessaire pour éliminer les bactéries varie selon leur nature et les conditions opératoires : milieu sec ou humide. Les temps de contact qui permettent l’effet biocide varient ainsi de quelques secondes à plusieurs jours selon les conditions d’essais. Dans tous les cas, aucune souche ne s’est révélée totalement résistante au cuivre en culture.

Également, le temps de contact nécessaire pour réduire la population bactérienne augmente lorsque la teneur en cuivre diminuait, avec un maximum d’efficacité avec du cuivre pur. Un minimum de 65% de cuivre est ainsi conseillé pour assurer une diminution de la population bactérienne de Staphylococcus aureus de 99,9% en 2h [2]. Le taux de survie de bactéries sur un cuivre massif 99% est de 1,5h et diminue à 3h et 4,5h pour des cuivres de taux respectifs de 80 et 55%. Cependant, il a été démontré que le cuivre, combiné à certains éléments d’alliage voyait son efficacité préservée même si sa teneur était inférieure à celle d’un cuivre pur [3]. Cela peut être lié à l’effet synergique avec les éléments d’alliage, comme par exemple le nickel qui permet à la couche d’oxyde (qui se forme par vieillissement de la surface) de rester plus active [4].

Le cuivre incorporé dans une matrice polymère aura une efficacité diminuée [1]. Cependant ces observations peuvent varier selon la taille des particules de cuivre. En effet, lorsque ces dernières atteignent des tailles micro et nanométriques la surface réactive est grandement augmentée et l’efficacité décuplée [5]. Dans cette situation, les teneurs en cuivre particulaire sont bien moins élevées que dans le cuivre pur mais l’efficacité est accrue avec des réductions de population bactérienne et une action antivirale plus rapide et radicale. Une concentration de 2,5 à 5% en nanoparticules de cuivre peut être suffisante pour un effet antimicrobien significatif [6]. Par ailleurs, les plus hautes concentrations de nanoparticules permettent de réduire les populations bactériennes efficacement et également la taille des biofilms [7].

Vieillissement

La question du vieillissement du cuivre au travers de son oxydation naturelle et de l’action des détergents a été soulevée afin de déterminer si son action demeure constante après plusieurs mois ou années. Certains chercheurs considèrent que le Cu₂O qui se forme principalement sur le cuivre dans des conditions ambiantes est aussi efficace que le cuivre pur pour éliminer les bactéries par contact, les objets antimicrobiens conserveront donc leurs propriétés antimicrobiennes même après la formation d’oxyde [8]. Cependant, ces observations sont controversées. Bien que les oxydes de cuivre peuvent également libérer des ions cuivre par dissolution et partagent des mécanismes antibactériens similaires à ceux des surfaces métalliques en cuivre, quel que soit leur état d'oxydation (oxyde cuivrique (CuO) ou oxyde cuivreux (Cu₂O)), ils sont considérés généralement comme étant moins efficaces que le cuivre pur [4], ces phénomènes peuvent varier selon le type d’alliage [3].

Conclusion sur l’utilisation du cuivre comme agent antimicrobien

De manière générale, pour le cuivre massif, une teneur en cuivre plus élevée, une rugosité de surface accrue, des microstructures plus fines, des environnements humides ou acides, l'incorporation d'éléments d'alliage réactifs et des couches d'oxyde plus fines sont autant de facteurs qui présentent une corrélation positive avec une activité antimicrobienne renforcée [5]. Autrement, les solutions plus économiques émergentes incorporent des nanoparticules de cuivre en faible pourcentage dans une matrice et garantissent une efficacité antimicrobienne similaire grâce à l’augmentation de la surface active en contact avec les bactéries. Les modes de production du cuivre et d’incorporation ont alors un impact sur l’efficacité et la solution doit être évaluée dans son ensemble.

5.2 Les particules d’argent

L'argent est un agent antibactérien inorganique capable d'éliminer de nombreux types de micro-organismes pathogènes.

Modes d’action

La capacité de l’argent à s’ioniser en solution est la principale propriété qui le rend très efficace pour lutter contre les bactéries, car l’argent commence à se dissoudre et à s’ioniser lorsqu’il est exposé à l’eau, aux fluides corporels ou aux tissus organiques. Un avantage important réside dans le fait que les ions d’argent présentent une toxicité relativement faible pour les cellules humaines, tout en agissant négativement sur les bactéries et les champignons en interagissant avec les membranes cellulaires bactériennes, ce qui inhibe la reproduction des bactéries nocives. La destruction bactérienne se produit lorsque les ions se déposent dans les parois cellulaires des bactéries, endommageant ainsi les structures cellulaires, notamment l’enveloppe cellulaire, la membrane cytoplasmique et le contenu de la membrane. Une fois à l’intérieur de la cellule, les ions d’argent se lient aux molécules d’ADN et d’ARN et rend plus difficile la division cellulaire [9].

Efficacité

Les nanoparticules d’argent sont efficaces en très faible concentration et sont généralement intégré dans des dépôts organiques en quantité de l’ordre de quelques dixièmes à quelques pourcents en masse. Plusieurs aspects affectent son efficacité comme la taille et la forme des particules ainsi que la matrice dans laquelle elles sont enchâssées [10]. Il a également été démontré que l’efficacité antimicrobienne dépend de la charge superficielle des nanoparticules d’argent (Ag NP) : celles chargées positivement présentent en effet une efficacité antimicrobienne supérieure à celles chargées négativement [11]. Les domaines d’application sont très larges et variés et inclus le traitement des textiles, le domaine maritime, agro-alimentaire, le stockage et le transport de l’eau potable…

5.3 Vers une synergie ?

On pensait initialement que la différence de capacité antimicrobienne entre les nanoparticules d’argent (Ag) et de cuivre (Cu) dépendait des quantités respectives d’ions libérés, or l’activité du cuivre s’est avérée supérieure à celle de l’argent et, à concentration égale de nanoparticules, les ions libérés par les nanoparticules de cuivre présentent une concentration plus élevée. Cependant, l’activité antimicrobienne des nanoparticules d’argent s’est révélée supérieure à celle des nanoparticules de cuivre, ce qui indique que les ions d’argent sont plus efficaces que les ions de cuivre en termes d’activité antimicrobienne. Les nanoparticules d’argent (Ag) présentent également une efficacité antimicrobienne plus large vis-à-vis de diverses souches d’E. coli et de S. aureus, ainsi que des champignons. L’existence d’une couche d’oxyde à la surface des nanoparticules de cuivre (Cu) a été avancée comme raison expliquant pourquoi la capacité antimicrobienne de ces dernières est inférieure à celle des nanoparticules d’argent (Ag) [11].

La combinaison des deux agents antimicrobiens : Les mélanges de nanoparticules d'argent et de cuivre affichent des propriétés antimicrobiennes supérieures à celles des nanoparticules d'argent ou de cuivre prises isolément, ce qui indique l'existence d'un effet synergique antimicrobien. Bien que les mécanismes d’actions de ces synergies soient encore méconnus, il a été démontré que l’efficacité antimicrobienne suit l’ordre suivant : nanoparticules d’argent (Ag) ≈ nanoparticules de cuivre (Cu) < nanoparticules mixtes Ag–Cu < nanoalliages AgCu [11]. :

Bibliographie

[1] E. A. Bryce et al., ‘In vitro evaluation of antimicrobial efficacy and durability of three copper surfaces used in healthcare’, Biointerphases, vol. 15, no. 1, p. 011005, Jan. 2020, doi: 10.1116/1.5134676.

[2] J. Konieczny and Z. Rdzawski, ‘Antibacterial properties of copper and its alloys’, Arch. Mater. Sci. Eng., vol. 56, pp. 53–60, Aug. 2012.

[3] H. T. Michels and D. G. Anderson, ‘Antimicrobial regulatory efficacy testing of Solid Copper Alloy Surfaces in the USA’.

[4] J. Luo, A. Ahmed, J.-F. Pierson, and F. Mücklich, ‘Tailor the antibacterial efficiency of copper alloys by oxidation: when to and when not to’, J. Mater. Sci., vol. 57, no. 5, pp. 3807–3821, Feb. 2022, doi: 10.1007/s10853-022-06879-5.

[5] Y. Wang et al., ‘Engineering copper and copper-based materials for a post-antibiotic era’, Front. Bioeng. Biotechnol., vol. 13, p. 1644362, Aug. 2025, doi: 10.3389/fbioe.2025.1644362.

[6] N. Jardón-Maximino et al., ‘Antimicrobial Property of Polypropylene Composites and Functionalized Copper Nanoparticles’, Polymers, vol. 13, no. 11, p. 1694, Jan. 2021, doi: 10.3390/polym13111694.

[7] M. H. Siddique et al., ‘Biofabrication of copper oxide nanoparticles using Dalbergia sisso leaf extract for antibacterial, antibiofilm and antioxidant activities’, Sci. Rep., vol. 14, no. 1, p. 31867, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41598-024-83199-5.

[8] M. Hans, A. Erbe, S. Mathews, Y. Chen, M. Solioz, and F. Mücklich, ‘Role of Copper Oxides in Contact Killing of Bacteria’, Langmuir, vol. 29, no. 52, pp. 16160–16166, Dec. 2013, doi: 10.1021/la404091z.

[9] D. Safwat, R. Abd El-Baky, T. Sandle, S. Mandour, and E. Farouk Ahmed, ‘Antimicrobial Activity of Silver-Treated Bacteria against Other Multi-Drug Resistant Pathogens in Their Environment’, Antibiotics, vol. 9, p. 181, Apr. 2020, doi: 10.3390/antibiotics9040181.

[10] E. Dube and G. E. Okuthe, ‘Silver Nanoparticle-Based Antimicrobial Coatings: Sustainable Strategies for Microbial Contamination Control’, Microbiol. Res., vol. 16, no. 6, p. 110, Jun. 2025, doi: 10.3390/microbiolres16060110.

[11] X. Fan, L. Yahia, and E. Sacher, ‘Antimicrobial Properties of the Ag, Cu Nanoparticle System’, Biology, vol. 10, no. 2, p. 137, Feb. 2021, doi: 10.3390/biology10020137.

6.Développement de solutions innovantes

6.1 L’oxyde de zinc

Consolidation de couches de ZnO par irradiation laser

Cette solution repose sur la formation d’un revêtement antibactérien à base d’oxyde de zinc (ZnO) sur différents substrats, en combinant un dépôt par pulvérisation de type airbrush et une consolidation sélective par laser (voir figure ci-dessous).

Chapitre 4

Chapitre 5

Chapitre 6

Le principe consiste à mettre des poudres de ZnO en suspension dans un solvant volatil, par exemple l’isopropanol, puis à déposer cette suspension sur la surface du substrat à l’aide d’un système airbrush. Après évaporation du solvant, une couche de ZnO reste présente à la surface. Cette couche est ensuite consolidée localement par irradiation laser, à l’aide du système Pecker LP5, afin de fritter et d’ancrer sélectivement les particules de ZnO sur le matériau. Ce procédé peut produire des surfaces fonctionnelles localisées, avec une consommation limitée de matière active et une certaine flexibilité vis-à-vis des substrats.

Principe

La méthode envisagée se compose de quatre étapes :

préparation d’une suspension de poudre de ZnO dans un solvant tel que l’isopropanol
dépôt homogène ou localisé de la suspension par airbrush
évaporation du solvant et formation d’une couche particulaire de ZnO
passage laser sélectif pour consolider, fritter ou ancrer la couche à la surface.

Le laser provoque une élévation locale et rapide de la température, suffisante pour améliorer la cohésion entre particules de ZnO et/ou leur adhésion au substrat, sans nécessairement devoir chauffer l’ensemble de la pièce. Selon les paramètres utilisés, l’effet recherché peut aller d’une simple consolidation superficielle à une densification partielle de la couche.

Les paramètres critiques sont :

la taille et la morphologie des poudres de ZnO ;
la concentration de la suspension ;
la stabilité de la suspension dans l’isopropanol ;
l’épaisseur déposée par airbrush ;
le nombre de passes de dépôt ;
la rugosité et la chimie initiale du substrat ;
la puissance laser ;
la vitesse de balayage ;
le nombre de passages laser ;
la distance focale ;
l’atmosphère de traitement ;
la compatibilité thermique du substrat.

Modes d’action antibactériens

L’activité antibactérienne du ZnO est attribuée à plusieurs mécanismes complémentaires.

Le premier mécanisme est la production d’espèces réactives de l’oxygène, telles que des radicaux hydroxyles, des ions superoxydes ou du peroxyde d’hydrogène. Ces espèces peuvent provoquer un stress oxydatif au niveau des bactéries et endommager les membranes, protéines ou acides nucléiques.
Le deuxième mécanisme est lié au relargage limité d’ions Zn²⁺. Ces ions peuvent perturber certaines fonctions bactériennes, notamment au niveau enzymatique ou membranaire. Le relargage doit toutefois rester contrôlé pour éviter une perte rapide d’activité ou un risque de cytotoxicité ou d’écotoxicité.
Le troisième mécanisme concerne l’interaction directe entre les particules ou la surface de ZnO et l’enveloppe bactérienne. Une surface rugueuse ou nanostructurée peut augmenter les contacts locaux avec les bactéries et contribuer à une perturbation membranaire. Or, la couche de ZnO peut modifier la topographie, la rugosité, l’énergie de surface et la mouillabilité du substrat. Ces paramètres peuvent influencer l’adhésion bactérienne initiale et la formation ultérieure du biofilm.

Spectre d’utilisation du procédé

Le ZnO est étudié pour son activité contre les bactéries Gram positives et Gram négatives. Dans le cadre d’ANTIRESI, les modèles bactériens pourraient être choisis en fonction des secteurs d’application :

Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis pour les applications biomédicales, dispositifs médicaux, implants ou surfaces de soin ;
Escherichia coli, Salmonella, Listeria monocytogenes ou Pseudomonas aeruginosa pour les applications agroalimentaires, industrielles ou en environnement humide ;
Pseudomonas aeruginosa et des modèles de biofilms mixtes pour les environnements fortement exposés à l’humidité ;
des souches représentatives des environnements d’élevage ou de transport pour les démonstrateurs définis.

La solution proposée est envisagée sur des substrats métalliques, céramiques ou verriers. Sur polymères et textiles, l’approche devra être adaptée, car la consolidation par frittage laser peut entraîner une déformation, une fusion ou une dégradation thermique du support.

Avantages de l’approche airbrush + laser

Cette approche présente plusieurs avantages potentiels :

procédé relativement simple et peu coûteuse pour déposer une poudre fonctionnelle ;
utilisation d’un solvant volatil, l’isopropanol, facilitant l’évaporation après dépôt ;
possibilité de traiter des surfaces planes ou complexes grâce au système « 5 axes » automatisé développé au CRIBC ;
possibilité de moduler la quantité de ZnO déposée par la concentration de suspension et le nombre de passes ;
consolidation localisée grâce au laser ;
limitation de l’échauffement global de la pièce par rapport à un traitement thermique classique ;
possibilité de créer des motifs, zones actives ou gradients de traitement ;
possibilité de combiner l’effet chimique du ZnO avec un effet topographique lié à la couche particulaire ;
procédé intéressant pour produire rapidement des démonstrateurs dans le cadre du projet.

Limites, contraintes et points de vigilance

Plusieurs limites devront être évaluées expérimentalement.

Adhérence de la couche : un dépôt seul de poudre par airbrush est fragile et doit être « ancré » au substrat. Le traitement laser doit permettre d’améliorer la cohésion entre la couche ZnO et la surface du support.
Homogénéité du dépôt : la stabilité de la suspension ZnO/isopropanol, la dispersion des particules, la distance de pulvérisation, la pression, le débit et le nombre de passes auront une influence importante sur l’épaisseur et la régularité de la couche.
Maîtrise du traitement laser : une énergie trop faible peut ne pas consolider suffisamment la couche. Une énergie trop élevée peut provoquer une fissuration, une densification excessive, une modification de phase, une perte de surface spécifique, une ablation partielle du dépôt ou une altération du substrat.
Durabilité : la couche devra résister aux frottements, nettoyages, désinfectants, vieillissements, humidité et éventuellement stérilisation selon l’application.
Sécurité : il faudra vérifier le relargage de zinc, la cytocompatibilité pour les applications biomédicales, la compatibilité avec le contact alimentaire si cette application est visée, et l’absence de détachement de particules en conditions d’usage.

Caractérisations

Pour valider la solution, plusieurs caractérisations sont nécessaires :

observation MEB de la morphologie de surface avant et après laser ;
cartographie EDX du zinc et de l’oxygène ;
mesure de rugosité ;
mesure de mouillabilité ;
analyse de phase par diffraction des rayons X, si possible ;
test d’adhérence ou de résistance au frottement ;
essai d’abrasion ou de nettoyage simulé ;
mesure du relargage Zn²⁺ en milieu aqueux ou représentatif ;
évaluation antibactérienne sur bactéries planctoniques, adhésion initiale et biofilm ;
comparaison avant/après vieillissement ;
cytocompatibilité si le substrat vise une application biomédicale.

Références bibliographiques

Sirelkhatim, A. et al. Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism. Nano-Micro Letters, 2015, 7, 219–242 - https://doi.org/10.1007/s40820-015-0040-x

Puspasari, V. et al. ZnO-based antimicrobial coatings for biomedical applications. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2022, 45, 1421–1445 - https://doi.org/10.1007/s00449-022-02733-9

Zubair N. et al. Morphology dependent antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles against clinically relevant bacteria. Scientific Reports, 2025, 15, 45186 - https://doi.org/10.1038/s41598-025-29075-2

Nan J. et al. Research on the antibacterial properties of nanoscale zinc oxide particles comprehensive review. Frontiers in Materials, 2024, 11 – 1449614 – https://doi.org/10.3389/fmats.2024.1449614

Babayevska N. ZnO size and shape effect on antibacterial activity and cytotoxicity profile. Scientific Reports, 2022, 12-8148 – https://doi.org/10.1038/s41598-022.12134-3

Rosai Mendes C. et al. Antibacterial action and target mechanisms of Zinc oxide nanoparticles against bacterial pathogens. Scientific Reports, 2022, 12-2658 – https://doi.org/10.1038/s441598-022-06657-y

Contact :

Mr Stéphane Hocquet
CRIBC
UMONS
https://bcrc.be/

6.2 Oxyde de zinc + dioxyde de titane

Procédés écologiques d’élaboration de revêtements protecteurs durables à propriétés antibactériennes et autonettoyantes

Cette solution concerne un procédé d’élaboration de revêtements permanents ultrafins (inférieurs au micron) à haut pouvoir bactéricide, applicable sur divers matériels rigides ou souples. Ce procédé multi-étapes est peu énergivore (100°C maximum par étapes) et non toxique car s’établit en milieu hydro-alcoolique.

La méthode est basée sur la formation et la fixation durable de couches d’oxyde de zinc (ZnO) et de dioxyde de titane (TiO2) superposables à la surface de divers objets à protéger. Ces couches sont obtenues par des opérations de trempages/retrait/séchage au sein de solutions actives appropriées. Les solutions actives mises au point (gels de faible viscosité) permettent d’immerger des pièces de formes complexes. D’autre part, le bain de trempage riche en sels de zinc permet une croissance cristalline contrôlée sous forme d’aiguilles de ZnO sur la surface à protéger. Chaque dépôt choisi est opéré par trempage-retrait vertical (Dip-Coating) dans une solution active, quel que soit l’objet à couvrir. La technique choisie s’adapte bien à une échelle industrielle, demandeuse d’automatisation pour opérer des traitements de surface reproductibles dans un bac à immersion.

Modes d’action

Le revêtement à base d’oxyde de zinc développé est à la fois antibactérien (même dans l’obscurité) et autonettoyant à la lumière en qualité de photo catalyseur (dégrade les salissures).

Domaines d’applications visés

Textiles : La photo ci-jointe est un agrandissement (x700 000) du revêtement à base de ZnO obtenu à la surface d’un textile de polyamide. La structure en aiguilles (ou forme d’oursins) de ce revêtement micrométrique est hautement antibactérien et très hydrophobe grâce à sa structure proche de la surface d’une feuille de Lotus.

Hospitalier : Procédé potentiellement applicable sur tout matériel médical usuel (Cathéter à ballonnet, perfuseur…) polymériques, qu’ils soient thermorésistants ou thermosensibles. Le revêtement vise une substitution aux méthodes de stérilisation actuelles, trop ponctuelles (chaleur, gaz, rayons ionisants), ces dernières ne suffisant pas toujours à empêcher une contamination microbienne à plus long terme chez les patients.

Environnement : Dépollution de l’air, de l’eau ; dégradation des mauvaises odeurs et des salissures organiques au contact du revêtement.

Avantages : Revêtement efficace, aussi bien dans l’eau que dans l’air. Il résiste aux sollicitations tactiles, aux agents chimiques et aux détergents courants. Potentiellement industrialisable, ce procédé est applicable sur divers objets et matériaux : polymères, textiles, métaux, composites, verres. La taille de l’objet à protéger n’est limitée que par la taille du bac à immersion utilisé.

Contrainte de mouillabilité de la surface à protéger : Ce revêtement n’adhère pas facilement sur les surfaces organiques très hydrophobes. Il convient alors d’appliquer au préalable un pré-traitement au textile à l’aide d’un gel d’accroche de type polysiloxane. Ce dernier est appliqué si besoin pour élargir le champ d’application à tout type de matériaux. Un traitement plasma peut éventuellement se substituer à ce pré-traitement chimique.

Contact :

Pr Philippe Champagne
CERAMATH
https://www.uphf.fr/ceramaths

6.3 Textiles antibactériens

Revêtements textiles antibactériens pour lutter contre la résistance aux antimicrobiens

Centexbel développe des revêtements textiles fonctionnels antibactériens basés sur l’incorporation de particules antimicrobiennes de phosphate de calcium (CaP) dopées aux métaux dans les surfaces textiles. De plus, des additifs moins traditionnels ou d’origine biologique sont également testés, tels que le chitosane. Ces additifs sont déposés sur les tissus à l’aide de techniques de finition textile pertinentes sur le plan industriel, telles que l’enduction, le padding ou d’autres procédés d’application textile. Différentes méthodes de dépôt sont évaluées afin d’optimiser les performances, la durabilité et la compatibilité avec la production textile.

Principe

Les additifs antibactériens sont immobilisés à la surface du textile, où ils inhibent la croissance bactérienne lorsque des micro-organismes entrent en contact avec le tissu. Comme les composés actifs sont fixés au textile, le revêtement peut offrir une protection antibactérienne durable tout en préservant la souplesse et la fonctionnalité du tissu. Des essais en laboratoire permettent d’évaluer l’efficacité antibactérienne et de comparer les performances à celles des traitements antibactériens pour textiles disponibles dans le commerce.

Applications

Cette technologie peut être appliquée à une large gamme de produits textiles, notamment :

Les textiles médicaux et de santé
Les vêtements de protection
Les intérieurs des transports en commun
Les surfaces textiles fréquemment touchées
Les textiles techniques utilisés dans des environnements où l’hygiène est primordiale

Ces applications sont particulièrement pertinentes lorsque la réduction de la contamination bactérienne peut contribuer à améliorer l’hygiène et à diminuer les risques d’infection.

Avantages

La solution proposée offre plusieurs avantages potentiels :

Une fonctionnalité antibactérienne sans modifier la structure textile de base.
Compatibilité avec les procédés de finition textile existants.
Applicabilité à une large gamme de substrats textiles.
Potentiel de performances antibactériennes durables grâce à la fonctionnalisation de surface.
Possibilité d’adapter la formulation en fonction de l’application visée.

Limites et défis

Comme pour toute technologie de surface antibactérienne, plusieurs défis subsistent :

La durabilité à long terme après lavage, abrasion ou utilisation répétée doit être évaluée.
L’effet antibactérien peut varier en fonction du type de textile et de l’application
Les exigences réglementaires relatives aux produits antimicrobiens peuvent influencer leur mise en œuvre.
Le rapport coût-performance doit être pris en compte pour un déploiement industriel à grande échelle.

Pour ces raisons, ANTIRESI associe le développement de matériaux à des essais approfondis et à une caractérisation fine afin d’identifier les solutions les plus efficaces et les plus pratiques.

Références bibliographiques

Gulati, R., Sharma, S. & Sharma, R.K. Antimicrobial textile: recent developments and functional perspective. Polym. Bull. 79, 5747–5771 (2022). https://doi.org/10.1007/s00289-021-03826-3

Schneider G, Vieira LG, Carvalho HEF, Sousa ÁFL, Watanabe E, Andrade D and Silveira RCCP (2023) Textiles impregnated with antimicrobial substances in healthcare services: systematic review. Front. Public Health 11:1130829. doi: 10.3389/fpubh.2023.1130829

Contact

Mr Stijn Van Vrekhem
Centexbell
https://www.centexbel.be

6.4 Le chitosan

Le chitosan est reconnu pour ses puissantes propriétés antimicrobiennes qui lui permettent de lutter efficacement contre un large éventail de micro-organismes, incluant bactéries, levures, champignons, et même certains virus. Cette activité est d'autant plus intéressante puisqu’elle repose sur plusieurs mécanismes d’action distincts, ce qui rend le chitosan particulièrement polyvalent.

Modes d’action

Interaction avec la membrane cellulaire : L’un des mécanismes principaux du chitosan réside dans sa capacité à interagir avec la membrane cellulaire des bactéries. En raison de la charge positive du chitosan (due à ses groupes amines libres), celui-ci peut se lier facilement aux composants chargés négativement de la membrane bactérienne. Cette interaction perturbe l'intégrité de la membrane, modifiant sa perméabilité et permettant ainsi la fuite du contenu intracellulaire, ce qui conduit à la mort de la cellule bactérienne. Ce mécanisme est particulièrement efficace contre les bactéries Gram-positives et Gram-négatives.

Inhibition de la réplication de l’ADN et de la synthèse des protéines : Le chitosan a également la capacité de se lier à l'ADN bactérien, empêchant ainsi sa réplication. En perturbant les processus de transcription et de traduction, le chitosan inhibe la synthèse des protéines nécessaires à la survie et à la prolifération des bactéries. Ce mécanisme est complémentaire à l'action sur la membrane, contribuant ainsi à un effet antimicrobien global. De plus, l’interférence avec l’ADN bactérien peut inhiber des processus vitaux tels que la réparation cellulaire, rendant ainsi les bactéries plus vulnérables aux traitements.

Chélation des métaux essentiels : Un autre mécanisme antimicrobien réside dans la capacité à chélater (lier) certains métaux essentiels comme le fer (Fe²⁺), le cuivre (Cu²⁺), et le zinc (Zn²⁺). Ces métaux sont nécessaires à la croissance et à la multiplication des bactéries. En les captant, le chitosan prive les bactéries de ces éléments essentiels, ralentissant leur métabolisme et inhibant leur prolifération. Ce mécanisme est particulièrement important car il contribue à réduire la résistance bactérienne, en empêchant l'utilisation de ces métaux par les bactéries.

Fabrication

Le chitosan peut être déposé sur une surface ou imprégné par Dip-Coating puis séché pour former un film mince. Également, il est possible d’imprimer des structures sur des imprimantes 3D adaptées au bioprinting. Deux approches complémentaires existent

Impression directe d’un échafaudage en hydrogel de chitosan : cette méthode consiste à imprimer une structure intégralement composée de chitosan sous forme d’hydrogel. Afin de garantir une extrusion stable et une bonne fidélité de forme, les paramètres de viscosité de la solution ainsi que le degré de réticulation sont optimisés.
Impression d’un échafaudage en polymère suivi d’un remplissage par hydrogel de chitosan (technique IPF – Injection Pore Filling ») : cette approche hybride repose sur l’impression préalable d’un squelette rigide et poreux, servant de support mécanique. Les pores de cette structure sont ensuite remplis de manière contrôlée par un hydrogel de chitosan. Ce procédé permet de tirer parti à la fois de la résistance mécanique du polymère dur et des propriétés bioactives du chitosan.

Applications

Plusieurs voies de valorisation se dessinent pour l’utilisation du chitosan dans le secteur médical en particulier mais aussi agro-alimentaire :

Substituts cutanés et pansements pour brûlures graves
Revêtements antimicrobiens pour implants médicaux
Emballages alimentaires actifs pour prolonger la durée de conservation
En scaffolds pour la régénération osseuse pour le traitement de défauts osseux critiques

Stratégies d'optimisation

Pour booster l'effet antimicrobien naturel du chitosan, il est intéressant de combiner le chitosan à d’autres agents antimicrobiens pour créer une synergie comme par l'incorporation de nanoparticules d'argent par exemple.

Bibliographie :

Yilmaz Atay H. Antibacterial Activity of Chitosan-Based Systems. Functional Chitosan. 2020 Mar 6:457–89. doi: 10.1007/978-981-15-0263-7_15. PMCID: PMC7114974.

Contact :

Mme Clémence Demangel et Mr Mohamed Boudifa
CRITT Matériaux Innovation
https://critt-mi.com/

6.5 Phosphate de calcium dopés

Stratégies antimicrobiennes à base de CaP au sein du laboratoire CERAMATHS

Les revêtements de phosphate de calcium sont couramment utilisés pour favoriser la repousse osseuse autour des implants orthopédiques. Le dopage de ces céramiques permet l’ajout de fonctionnalités antimicrobiennes et présente une alternative aux antibiotiques :

Face à la résistance croissante aux antibiotiques, le laboratoire CERAMATH développe des biomatériaux antimicrobiens à base de phosphate de calcium (CaP) — un composé naturellement présent dans l'os, biocompatible et favorable à la régénération osseuse — pour prévenir les infections au site d'implantation, sans antibiothérapie systémique.

Trois stratégies pour rendre ces matériaux antimicrobiens :

Dopage ionique : des ions d'argent (Ag⁺) ou de cuivre (Cu²⁺) sont intégrés dans la structure du CaP à la synthèse et libérés progressivement au contact des fluides biologiques.
Adsorption de surface : des molécules actives (peptides antimicrobiens ou bactériophages*) sont déposées directement à la surface du matériau.
Encapsulation polymère : les agents sont piégés dans un hydrogel (ex. alginate) qui contrôle leur libération dans le temps.

Ces approches permettent une action localisée, une toxicité systémique réduite, et une meilleure stabilité des molécules fragiles. Chaque formulation requiert toutefois une optimisation et une validation expérimentale spécifiques.

* Les bactériophages sont des virus qui ciblent les bactéries sans affecter les cellules humaines.

Références bibliographiques :

M. Decodts et al. (2024), «Phage-loaded biomimetic apatite powder with antibiofilm activity to treat bone-associated infections», J. Biomed. Mater. Res. A.

N. Somers et al. (2023), «Mg2+, Sr2+, Ag+, and Cu2+ co-doped β-tricalcium phosphate: Improved thermal stability and mechanical and biological properties», J. Am. Ceram. Soc.

Contact :

Mme Edwige Meurice
CERAMATHS
https://www.uphf.fr/ceramaths

6.6 Les hydrogels dopés

Les hydrogels dopés peuvent être utilisés sous la forme d’un revêtement ou bien de biomatériaux injectables, dans ce cas, bien que cette solution diffère des surfaces antimicrobiennes, elle participe à lutter contre l’antibiorésistance.

Des biomatériaux injectables innovants pour lutter contre les infections et favoriser la réparation des tissus

Parmi les innovations disponibles figurent des hydrogels injectables, des matériaux souples contenant une grande quantité d’eau et dont les propriétés se rapprochent de celles des tissus biologiques (1). Une fois injectés dans l’organisme, ces hydrogels forment une structure stable capable de soutenir la réparation des tissus tout en servant de plateforme pour l’intégration de fonctions antibactériennes (2).

Une technologie simple, injectable et biocompatible

Les chercheurs du laboratoire SYMBIOSE de l’Université de MONS en Belgique ont développé un hydrogel à base de gélatine de poisson, un biomatériau naturel, biocompatible et biodégradable. La solidification du gel est obtenue grâce à une enzyme appelée transglutaminase microbienne, qui agit comme une « colle biologique » en reliant les molécules de gélatine entre elles.

Contrairement à certaines technologies nécessitant une exposition à la lumière UV ou l’utilisation de composés chimiques potentiellement toxiques, cette approche repose sur une réaction enzymatique douce qui se produit à température physiologique (environ 37°C). Le matériau peut ainsi être injecté sous forme liquide avant de se transformer rapidement en un gel stable directement au niveau de la zone à traiter.

Comment agit cet hydrogel ?

L’hydrogel joue plusieurs rôles simultanément. Tout d’abord, il constitue un support physique favorisant l’adhésion, la migration et la croissance des cellules impliquées dans la réparation des tissus. Sa structure tridimensionnelle riche en eau reproduit un environnement proche de celui naturellement rencontré par les cellules dans l’organisme.

Ensuite, sa composition peut être adaptée afin d’intégrer des agents antibactériens ou des nanoparticules spécifiques capables de limiter la prolifération bactérienne au niveau du site traité. Cette approche permet d’agir localement là où le risque infectieux est le plus important tout en limitant le recours aux antibiotiques administrés à l’échelle de l’organisme.

Enfin, les propriétés mécaniques du gel peuvent être modulées selon les besoins afin d’optimiser son comportement pour différentes applications cliniques.

Quels sont ses avantages ?

Procédé de fabrication simple et sans irradiation UV ;
Matériau injectable permettant des interventions peu invasives ;
Excellente biocompatibilité grâce à l’utilisation de composants d’origine naturelle ;
Possibilité d’adapter la rigidité, la stabilité et la dégradation du gel selon l’application visée ;
Intégration possible de fonctions antibactériennes et de systèmes de délivrance de molécules thérapeutiques ;
Potentiel de réduction des infections associées aux implants et dispositifs médicaux ;
Plateforme polyvalente pouvant être personnalisée pour différentes indications médicales.

Applications envisagées

À terme, ces hydrogels pourraient être utilisés dans de nombreux domaines de la médicine, notamment pour :

La prévention des infections associées aux implants orthopédiques ou dentaires ;
La régénération osseuse après fracture ou chirurgie ;
La régénération de tissus endommagés ;
La délivrance locale de médicaments ou de molécules thérapeutiques ;
Le développement de biomatériaux antibactériens de nouvelles générations.

Défis et perspectives

Plusieurs défis scientifiques restent encore à relever avant une utilisation clinique à grande échelle. Les prochaines étapes du projet consistent à renforcer les propriétés du matériau en y incorporant des nanoparticules mimant la composition minérale de l’os, tout en développant des fonctionnalités antibactériennes plus performantes. Ces nouvelles formulations seront ensuite évaluées en laboratoire puis dans des modèles précliniques afin de confirmer leur efficacité et leur sécurité.

Les chercheurs de l’UMONS travaillent également à optimiser la stabilité du matériau, sa vitesse de dégradation et son efficacité contre différentes espèces bactériennes. Ces nouvelles formulations seront évaluées en laboratoire puis dans des modèles précliniques afin de confirmer leur efficacité et leur sécurité.

A terme, l’objectif est de disposer d’un biomatériau injectable capable de combiner la réparation tissulaire avec la prévention des infections et la réduction du recours aux antibiotiques, contribuant ainsi à répondre à l’un des défis majeurs de santé publique du XXIe siècle : la lutte contre l’antibiorésistance.

Références bibliographiques :

Luciano, Marine, and Sylvain Gabriele. "Designing hydrogel dimensionality to investigate mechanobiology." Soft Matter 21.23 (2025): 4551-4572.
Atwal, Arjan, et al. "Injectable gelatin/hyaluronic acid hydrogels incorporating oxidized alginate microparticles for controlled delivery of platelet-derived factors in cartilage regeneration." Carbohydrate Polymers (2026): 125081.

Contact :

Dr Amandine Deridoux – Prof Sylvain Gabriele
Laboratoire SYMBIOSE
Université de Mons – UMONS
https://www.symbioselab.com

6.7 Les endolysines

Endolysines : des biosolutions polyvalentes issues du vivant

Les endolysines sont des enzymes issues de bactériophages, des virus capables de cibler spécifiquement les bactéries. Elles agissent en dégradant la paroi bactérienne, entraînant une destruction rapide des cellules ciblées [1,2].

Contrairement à de nombreuses approches antimicrobiennes, les endolysines ne constituent pas uniquement une solution intégrée aux matériaux. Elles représentent une technologie polyvalente et modulaire, pouvant être développée selon différentes modalités d’application :

désinfection de surfaces
traitement de dispositifs ou matériaux
développement de solutions antimicrobiennes ciblées
perspectives d’applications thérapeutiques locales

Leur intérêt repose sur leur rapidité d’action, leur spécificité et leur efficacité sur certaines bactéries pathogènes, y compris dans des contextes complexes.

Le rôle du CER Groupe : développement et évaluation de solutions antimicrobiennes

Au sein du projet AntiRési, le CER Groupe intervient à deux niveaux complémentaires : le développement de biosolutions et leur évaluation dans des systèmes expérimentaux représentatifs.

Développement et optimisation des endolysines recombinantes

Le CER Groupe participe à la production, la caractérisation et l’optimisation d’endolysines recombinantes destinées à différentes applications antimicrobiennes, notamment sur des bactéries impliquées dans les infections associées aux implants, telles que Staphylococcus aureus et Cutibacterium acnes, connues pour leur capacité à former des biofilms et à persister malgré les traitements.

Ces travaux s’inscrivent dans une logique de développement de solutions modulables pouvant être adaptées à différents usages, allant de la désinfection à des applications plus ciblées.

Modèles expérimentaux d’infections associées aux implants

En parallèle, le CER Groupe co-développe avec ses partenaires des modèles expérimentaux d’infections associées aux implants, utilisés pour l’évaluation préclinique des solutions développées dans le cadre du consortium.

Ces modèles permettent :

de reproduire des situations proches du contexte clinique
d’évaluer l’efficacité antimicrobienne dans des conditions contrôlées
de comparer différentes stratégies développées par les partenaires
de soutenir la validation scientifique des innovations du projet

Ils constituent une plateforme essentielle pour la transition des innovations vers des applications concrètes.

Références :

[1] Haddad Kashani H, Schmelcher M, Sabzalipoor H, Seyed Hosseini E, Moniri R. Recombinant Endolysins as Potential Therapeutics against Antibiotic-Resistant Staphylococcus aureus: Current Status of Research and Novel Delivery Strategies. Clin Microbiol Rev. 2017 Nov 29;31(1):e00071-17. doi: 10.1128/CMR.00071-17.

[2] Liu H, Hu Z, Li M, Yang Y, Lu S, Rao X. Therapeutic potential of bacteriophage endolysins for infections caused by Gram-positive bacteria. J Biomed Sci. 2023 Apr 26;30(1):29. doi: 10.1186/s12929-023-00919-1.

Contact :

Dr Cindy STAERCK, Dr Patrice Filée, Dr Philippe Stordeur

CER GROUPE, Novalis Science Park Rue de la Science 8 - 6900 Aye, Belgique

https://cergroupe.be/fr/contact-fr

Chapitre 7

7.Normalisation et essais d’évaluation

La performance des coatings antimicrobien doit être examinée au cas par cas : efficacité normalisée, durée d’action, comportement après abrasion, compatibilité avec les produits de nettoyage, innocuité, revendications réglementaires, conditions réelles d’usage.

La difficulté principale est donc de passer d’une efficacité démontrée en laboratoire à une efficacité durable, sûre et économiquement viable sur le terrain.

7.1. Normalisation

Plusieurs normes internationales encadrent l’évaluation de l’activité antimicrobienne sur surfaces non poreuses.

L’ISO 22196 (qui concerne les bactéries) et l’ISO 21702 (les virus) sont souvent rapprochées de la norme japonaise JIS Z 2801 (concernant bactéries), qui introduit notamment des critères d’acceptation. Toutefois, ces méthodes reposent sur des conditions expérimentales éloignées des usages réels (temps de contact de 24 h, température contrôlée, humidité > 90 %), ce qui peut surestimer l’efficacité en situation pratique.

En France, la norme NF S90-700, qui proposait une approche plus représentative des conditions de terrain (projection de gouttelettes, paramètres environnementaux réalistes), a été remplacée par l’ISO 7581, désormais alignée avec un cadre international harmonisé. Cette norme propose une méthode d’essai standardisée et améliore la représentativité des essais tout en laissant à l’appréciation du fabricant ou des utilisateurs la possibilité de fixer ses propres critères d’acceptabilité.

Aux États-Unis, l’Environmental Protection Agency (EPA) encadre les allégations antimicrobiennes via deux référentiels: les EPA MB 40-00 et MB 41-00, qui proposent à la fois des critères d’acceptabilité pour valider l’efficacité des surfaces et revêtements, mais également inclus des vieillissements des surfaces par abrasion et exposition aux détergents afin de prédire leur tenue dans le temps. Ces référentiels impliquent des campagnes d’essais lourdes (multiples tests, durées longues, nombreux échantillons), ce qui limite leur applicabilité pratique.

Trois points clés permettent de valider l’usage d’une solution antimicrobienne : l’efficacité, la durabilité, la sécurité. Les normes actuelles se focalisent principalement sur l’aspect de l’efficacité dans des conditions qui ne sont néanmoins pas toujours proches de la réalité du terrain. Seuls les guides EPA abordent la question de la durabilité, et l’étude de la sécurité pour les personnes en contact nécessite la mise en place d’autres essais microbiologiques de cytotoxicité, d’irritation, de relargage.

7.2 Essais de validation

Validation biologique

La validation biologique constitue une étape essentielle pour démontrer l’efficacité réelle d’une surface antimicrobienne et assurer la confiance des utilisateurs dans ses performances. Elle consiste à mesurer la capacité de la surface à inhiber la croissance, réduire la viabilité ou éradiquer différents micro-organismes tels que des bactéries principalement, mais aussi des virus, des levures ou des moisissures. Le choix des méthodes d’évaluation dépend directement du secteur d’application, des conditions d’utilisation du matériau et du type de micro-organismes ciblés. À titre d’exemples, Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis sont privilégiés dans le domaine biomédical, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica ou Escherichia coli pour l’industrie agroalimentaire, et Pseudomonas aeruginosa pour les secteurs associés aux transports.

L’évaluation des performances doit prendre en compte la capacité des micro-organismes à former des biofilms ou à adopter des phénotypes associés à des phénomènes de persistance, deux problématiques majeures dans de nombreux secteurs. Ainsi, la validation biologique des surfaces antimicrobiennes doit non seulement démontrer leur capacité à réduire la contamination bactérienne initiale, mais également leur aptitude à prévenir ou limiter la formation de biofilm et plus généralement la persistance bactérienne.

Par ailleurs, comme discuté dans la section normalisation, la sécurité associée à l’utilisation des matériaux est également un aspect incontournable. Selon le domaine d’application, des essais de biocompatibilité, de cytotoxicité et d’évaluation de la réponse inflammatoire sont nécessaires afin de vérifier l’innocuité biologique de la surface développée. Enfin, l’efficacité après vieillissement peut être vérifiée en suivant les guidelines de l’EPA (ces essais spécifiques sont détaillés dans la section suivante).

Évaluation de l’effet antimicrobien

Les méthodes de routine pouvant être utilisées pour étudier l’effet antimicrobien de molécules solubles ou relarguées ou de surfaces ainsi que leur capacité à limiter l’émergence de mécanismes de persistances bactériennes sont :

Évaluation du potentiel d’inhibition et d’éradication microbienne : la concentration minimale inhibitrice (CMI), définie en milieu liquide, permet de déterminer la concentration optimale d’un composé pour observer une bactériostase. La concentration minimale bactéricide (CMB) explore la bactéricidie.
Formation, quantification et caractérisation du biofilm : la formation de biofilm peut se faire in vitro sur différentes surfaces afin d’évaluer l’efficacité des stratégies antimicrobiennes développées. La quantification de la formation du biofilm s’obtient en parallèle de l’étude de la fraction planctonique associée. La caractérisation du biofilm formé, en termes de morphologie, de viabilité bactérienne et composition de la matrice, est rendue possible par des différentes approches de microscopie.
Induction d’un phénotype de persistance bactérienne : le phénotype de Small Colony Variant est, dans le domaine biomédical, souvent associé aux rechutes infectieuses. Celui-ci peut être induit in vitro sous pression antibiotique et caractérisé pour pouvoir ensuite être soumis aux stratégies antimicrobiennes développées.

Évaluation de la sécurité biologique

Afin de valider biologiquement une surface, il est également indispensable de vérifier que l’activité antimicrobienne n’est pas obtenue au détriment de la sécurité biologique des utilisateurs, notamment dans les secteurs où la surface est en contact direct avec les tissus humains, les denrées alimentaires ou l’environnement.

Évaluation de la biocompatibilité : l’activité, la viabilité et la prolifération de cellules humaines au contact de la surface d’intérêt sont respectivement évaluées grâce à un test WST-1, un dosage de la LDH, et une extraction d’ADN. En complément la morphologie des cellules peut être observée par microscopie de fluorescence ou microscopie électronique à balayage.
Évaluation de la réponse inflammatoire de l’hôte : la réponse inflammatoire de cellules cultivées sur une surface d’intérêt peut être évaluée au niveau de la régulation de l’expression génique par RTq-PCR et au niveau protéique par dosage ELISA.

Une fiche pratique concernant chaque type d’essai biologique adapté à la caractérisation des surfaces antimicrobiennes est disponible dans le guide méthodologique AntiRési partie 1, en ligne sur le site du projet :

👉Guide méthologique AntiRési - Part1

Validation physico-chimique

La validation physico-chimique des surfaces comporte de nombreux aspects et la méthodologie de qualification peut être adaptée selon la visée. En particulier, tous les essais ne s’adressent pas aux mêmes étapes de développement produit.

Pour accompagner les différentes phases d’un projet, voici une approche méthodologique et les essais de caractérisation correspondants :

Maîtrise du procédé et intégrité structurale

Voici les contrôles qui peuvent être utilisés pour valider que le procédé de dépôt est stable et conforme aux attentes géométriques et chimiques ou que le produit est homogène :

Contrôle de l'épaisseur et de la morphologie interne : le Calotest permet de mesurer précisément l'épaisseur des couches minces ou une mesure peut être entreprise sur une coupe métallographique. La Tomographie à rayons X permet une analyse 3D non destructive afin de détecter les défauts internes, pores ou fissures.
Analyse de la composition chimique : La réalisation d’une cartographie élémentaire par EDS (MEB) permet de s'assurer de la bonne répartition des agents actifs, la spectroscopie GDOES identifie le profil de composition en profondeur (homogénéité du revêtement de l'extrême surface jusqu'à l'interface avec le substrat). Essais de DSC, rhéologie et infrarouge sur les matériaux polymères.
Analyse cristallographique : La diffraction des rayons X (DRX) permet d’identifier et de valider la phase cristalline du revêtement (essentiel si l'effet antimicrobien dépend d'une phase précise, comme le TiO₂ anatomique pour la photocatalyse).

Caractérisation physique et mécanique de la surface

Une surface fonctionnelle doit être capable de résister aux contraintes mécaniques de son environnement d'usage sans se dégrader.

Topographie et Rugosité : La mesure de la rugosité est essentielle pour comprendre l'impact du relief sur l'adhérence bactérienne (une rugosité mal maîtrisée peut créer des niches de colonisation bactérienne).
Mouillabilité : Évaluer l'angle de contact d'une goutte définit le caractère hydrophile ou hydrophobe d’une surface, ce qui influence directement l'adhérence initiale des protéines et des micro-organismes.

Propriétés mécaniques :
- Essais de traction : méthode simple pour connaître les propriétés d’un matériau dans la masse
- La nano-indentation : permet de cartographier les propriétés mécaniques d'extrême surface, compatible avec des couches minces.
Adhérence mécanique du revêtement :
- Pour les couches minces : les essais de rayure (Scratch test) permettent de définir le seuil de défaillance d’un film au contact d’une pointe dure.
- Pour les dépôts épais : les essais d'arrachement par plots collés mesure l’adhérence en traction et cisaillement des couches plus épaisses.

Durabilité, Vieillissement et Usure (Robustesse en conditions réelles)

Le revêtement doit conserver ses propriétés antimicrobiennes tout au long de sa durée de vie estimée, malgré les nettoyages, les frottements et la stérilisation.

Résistance aux process hospitaliers/médicaux : Soumettre la surface à des cycles répétés de stérilisation à l'autoclave et réévaluer l'efficacité antimicrobienne (Étape 3) après vieillissement.
Résistance à l'usure et à la friction (Tribologie) :
- Le test d'abrasion Taber simule une usure générale par des particules abrasives.
- Les essais Pion-Disque peuvent être adaptés à des protocoles sur mesure, pour modéliser le nettoyage mécanique, le contact tactile répété ou les frictions inhérentes à l’utilisation spécifique d’un produit.
- Les essais de Martindale et Crumple flex sont adaptés à l’usure des textiles
Résistance aux chocs : L’essai de chute de masse valide la résistance aux impacts accidentels et la tenue du dépôt sur le substrat.
Tests d’imperméabilité / confort :
- Analyse du degré d'humidification du textile (mouillage) et de la capacité de l'eau à pénétrer dans le textile (imperméabilité)
- Analyse de la capacité de régulation de l’humidité

Cinétique de relargage et corrosion
- Si le revêtement fonctionne par libération d'un agent actif (ex: ions argent, cuivre), la mesure du profil de dissolution par ICP permet de vérifier le relargage prolongé et éviter un épuisement trop rapide des espèces actives.
- La résistance à la dégradation chimique peut être effectuée selon les conditions environnementales en enceinte climatique ou en brouillard salin ou bien au contact de détergents.

Une fiche pratique concernant chaque type d’essai physico-chimique adapté à la caractérisation des surfaces et matériaux antimicrobiens est disponible dans le guide méthodologique AntiRési partie 1, en ligne sur le site du projet :

👉Guide méthologique AntiRési - Part1

7.3 Essais spécifiques selon le référentiel EPA

Le document de référence MB-41-00 de l’EPA, intitulé « Method for the Evaluation of Antimicrobial Activity of Hard, Non- porous Copper-containing surface product » et publié en 2022, constitue un cadre technique pour évaluer les propriétés antimicrobiennes des matériaux cuivreux mais peut être étendu à toute surface aux propriétés similaires et dont l’efficacité est considérée comme durable dans le temps (excluant donc les solutions à renouveler régulièrement pour lesquelles le protocole MB-40-00 est alors appliqué).

Principe général de la méthode

La méthode repose sur deux grandes étapes. La première consiste à soumettre des échantillons en cuivre à 150 cycles d’abrasion mécanique et d’exposition chimique, répartis sur six semaines consécutives à raison de cinq cycles par jour et cinq jours par semaine. Ceci simule l’usure réelle qui subiraient ces surfaces dans un environnement hospitalier ou public.

La seconde étape consiste à déposer une suspension de micro-organismes test sur les échantillons vieillis, à attendre un temps de contact d’une à deux heures, puis à dénombrer les micro-organismes survivants. La réduction logarithmique obtenue doit être d’au moins 3 log (élimination de 99,9% des micro-organismes) pour que le produit soit validé.

Les tests biologiques et critères d’acceptabilité

Les micro-organismes test retenus par le protocole sont : Staphylococcus aureus (ATCC #6538) et Pseudomonas aeruginosa (ATCC #15442), deux bactéries pathogènes représentatives des contaminations en milieu hospitalier.

La surface antimicrobienne doit permettre une réduction de 3 log (99,9%) de population bactérienne en 1 à 2 heures de mise en contact avec la surface comparativement à une surface en acier inoxydable non traitée.

Les essais de vieillissement/ abrasion

Des vieillissements chimiques en présence de détergent et des cycles d’abrasion reproduisant les contraintes de nettoyage sont appliqués sur les surfaces. Le pouvoir antimicrobien de la surface doit être préservé après ces essais de nettoyage.

Les traitements chimiques appliqués pour provoquer un vieillissement représentatif de la surface simulent les produits de nettoyages couramment utilisés:

Traitement A : solution d’hypochlorite de sodium (NaOCl) à 3000 ppm- eau de javel
Traitement B : produit à base de peroxyde d’hydrogène (H2O2) et d’acide peracétique
Traitement C : produit à base de composé d’ammonium quaternaire

Les essais d’abrasion sont conduits sur une machine spécifique qui permet d’effectuer des mouvements alternatifs de va-et-vient avec une éponge non abrasive, au total l’équivalent de 1800 passages sont réalisés sur la surface en alternance avec 150 cycles successifs d’exposition chimique:

Un panorama illustré du contenu des référentiels EPA est disponible dans le guide méthodologique AntiRési partie 1, en ligne sur le site du projet AntiRési:

👉Guide méthologique AntiRési - Part1

8.Secteurs d’application - Matériaux métalliques

8.1 Santé, biomédical et collectivités de soin

Les établissements de santé, maisons de repos, EHPAD, cabinets médicaux et structures médico-sociales concentrent des publics vulnérables et de nombreuses surfaces à contacts répétés. Les besoins concernent les poignées, rampes, lits, fauteuils, chariots, boutons d’ascenseur, sanitaires, instruments et dispositifs médicaux.

Pour les surfaces métalliques, les enjeux sont doubles : réduire la contamination des surfaces non critiques et développer des solutions plus avancées pour les dispositifs médicaux et implants. Les acteurs tels qu’Onet Santé, Samsic Santé, DECA Propreté, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning ou EconetPRO peuvent constituer des points d’entrée pour comprendre les contraintes de terrain. Des fournisseurs comme Tristel, Meiko ou Hypronet peuvent également être utiles pour confronter les surfaces développées aux pratiques existantes de bionettoyage.

8.2 Agroalimentaire

L’industrie alimentaire utilise massivement des surfaces métalliques, en particulier l’acier inoxydable, pour les plans de travail, cuves, convoyeurs, équipements de transformation, circuits CIP/NEP et zones de stockage. Les biofilms y sont un enjeu majeur, car ils peuvent entraîner des contaminations persistantes, des arrêts de ligne, des pertes économiques et des risques sanitaires.

Les acteurs identifiés tels que Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, Allfoodcleaning, XLG, TECHSANIT, Bio-Propre, Nocéa Propreté ou NIDD sont pertinents pour identifier les besoins industriels : compatibilité avec les désinfectants, résistance à l’abrasion, comportement en présence de matière organique, nettoyabilité et absence de migration problématique.

8.3 Transport collectif

Les trains, bus, trams, métros, avions, gares et aéroports comportent de nombreuses surfaces métalliques à contact fréquent : barres de maintien, poignées, rampes, accoudoirs, boutons, fixations, tables et mobiliers. Les contraintes principales sont la forte fréquentation, les temps courts d’immobilisation, les nettoyages répétés et la diversité des matériaux.

Des acteurs comme KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, BP Precision Airline Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service ou Alstom Valenciennes peuvent être envisagés comme utilisateurs, prescripteurs ou démonstrateurs. Les solutions de type coating durable, traitement de surface, peinture fonctionnelle ou pièce métallique revêtue sont particulièrement pertinentes.

8.4 Élevage intensif

Les grands élevages utilisent des équipements métalliques soumis à des conditions agressives : humidité, matière organique, nettoyage haute pression, désinfectants, ammoniac, abrasion et corrosion. Les surfaces concernées incluent cages, abreuvoirs, cloisons, équipements de ventilation, circuits, silos et éléments galvanisés ou inoxydables.

Des prestataires ou fournisseurs comme JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, Ecolab/CID LINES ou MS Schippers permettent d’identifier les contraintes de terrain. Pour les métaux, les solutions devront combiner activité antibactérienne, résistance chimique, résistance mécanique et compatibilité avec la biosécurité.

9.Secteurs d’application – Matériaux céramiques

9.1 Biomédical, implants et ingénierie tissulaire

Les phosphates de calcium, comme l’hydroxyapatite ou le phosphate tricalcique en phase bêta, sont largement utilisés dans les substituts osseux, les revêtements bioactifs, l’ingénierie tissulaire et certains dispositifs de régénération. Leur bioactivité et leur similarité avec la phase minérale de l’os les rendent très attractifs.

Mais les implants et substituts osseux sont exposés à un risque critique : la colonisation bactérienne avant ou pendant l’intégration tissulaire. La compétition entre cellules eucaryotes et bactéries est déterminante. Une surface favorable à l’ostéointégration ne doit pas devenir favorable au biofilm.

Les acteurs comme CERHUM, positionné sur les greffons/implants osseux biocéramiques 3D, constituent des démonstrateurs industriels très pertinents. Les acteurs MedTech comme CM4CURE, bien que plus orientés coatings de dispositifs médicaux et polymères/métaux, peuvent également inspirer des approches de relargage contrôlé ou d’hydrogels fonctionnels. Les établissements de santé, prestataires de bionettoyage et fournisseurs de désinfection médicale — Onet Santé, Samsic Santé, DECA, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning, EconetPRO, Tristel, Meiko ou Hypronet — peuvent contribuer à préciser les contraintes d’usage et de validation.

9.2 Agroalimentaire et pharmaceutique

Les céramiques techniques, en particulier l’alumine et la zircone, sont utilisées pour des pièces d’usure, joints, pompes, pistons, composants de dosage et équipements de conditionnement. Leur inertie chimique, leur résistance à l’abrasion et leur stabilité en font des matériaux de choix dans les environnements alimentaires et pharmaceutiques.

Dans ces secteurs, le risque principal est la formation de biofilms sur des surfaces en contact avec des fluides, ingrédients, produits semi-finis ou formulations sensibles. Les arrêts de ligne, la contamination croisée et les opérations de nettoyage intensif peuvent représenter un coût important.

Les acteurs comme Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, Allfoodcleaning, XLG, TECHSANIT, Bio-Propre, Nocéa Propreté, NIDD ou PNB Nettoyage sont pertinents pour identifier les contraintes de terrain : nettoyabilité, compatibilité chimique, résistance aux cycles CIP/NEP, abrasion, absence de migration et exigences HACCP ou pharmaceutiques.

9.3 Santé, collectivités et maisons de repos

Les surfaces vitrées, carrelées, émaillées ou minérales sont fréquentes dans les hôpitaux, EHPAD, maisons de repos, sanitaires, laboratoires, cuisines collectives et infrastructures recevant du public. Elles sont généralement nettoyables, mais soumises à une utilisation intensive, à des contaminations répétées et à des cycles de désinfection fréquents.

Les surfaces concernées incluent carrelages, lavabos, plans de travail minéraux, cloisons vitrées, écrans, boutons, parois, sanitaires, revêtements muraux ou sols minéraux. Les solutions antibactériennes peuvent viser soit une activité de surface, soit une amélioration de la nettoyabilité, soit une réduction de l’adhésion bactérienne.

Des acteurs comme SICHEM/Nobacoat, Resysten/Alcoline, Esix Surface Technologies, Molecular Plasma Group ou KONE peuvent être considérés pour des surfaces de contact, vitrages, équipements collectifs ou surfaces minérales non implantables.

9.4 Transport collectif et infrastructures publiques

Les transports utilisent de nombreuses surfaces vitrées, minérales ou revêtues : vitres, cloisons, écrans, carrelages de stations, sanitaires, tables, panneaux, surfaces d’attente et zones de contact fréquent. Ces environnements cumulent forte fréquentation, nettoyage rapide et contraintes d’immobilisation.

Les acteurs KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service et Alstom Valenciennes peuvent être mobilisés comme utilisateurs, prescripteurs ou démonstrateurs. Les surfaces vitrées antibactériennes ou faciles à nettoyer peuvent présenter un intérêt dans les gares, stations, aéroports, véhicules et infrastructures de maintenance.

9.5 Élevage intensif et environnements humides

Les bâtiments d’élevage contiennent des surfaces minérales, carrelées, bétonnées ou vitrifiées, exposées à l’humidité, aux matières organiques, aux désinfectants, à l’abrasion et aux biofilms. La priorité y est souvent la robustesse, la nettoyabilité et la réduction de la pression microbienne.

Les acteurs JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, Ecolab/CID LINES et MS Schippers permettent de comprendre les contraintes de biosécurité, de nettoyage haute pression, de désinfection répétée et de vieillissement en milieu agressif.

10.Secteurs d’application – Polymères, textiles

10.1 Santé, biomédical et maisons de repos

Les polymères et textiles sont très présents dans les hôpitaux, EHPAD, maisons de repos, cabinets médicaux et structures médico-sociales : rideaux, literie, housses, blouses, textiles réutilisables, non-tissés, fauteuils, matelas, dispositifs médicaux, cathéters, tubes, connecteurs, pansements, implants textiles et équipements de soins.

Les cas les plus exigeants concernent les dispositifs médicaux et implants. Les surfaces polymères ou textiles implantables doivent combiner activité antibactérienne, biocompatibilité, absence de toxicité, stabilité après stérilisation et maintien des propriétés mécaniques.

Les acteurs comme CM4CURE, Cousin Surgery, Vetex, Devan Chemicals, Sioen, Centexbel, Tristel, Meiko, Onet Santé, Samsic Santé, DECA, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning ou EconetPRO peuvent contribuer à définir les besoins, applications et contraintes de validation.

10.2 Textile technique et habillement professionnel

Les textiles techniques couvrent les vêtements de protection, workwear, EPI, textiles industriels, tissus enduits, membranes, laminés, bâches, protections souples, rideaux, literie technique et revêtements d’ameublement.

Les enjeux sont la durabilité au lavage, la résistance à l’abrasion, le confort, la respirabilité, la tenue mécanique, la compatibilité avec les enductions et la sécurité de l’utilisateur. Les acteurs les plus pertinents sont Devan Chemicals, Sioen, Vetex, Utexbel, Concordia Textiles, Liebaert Textiles, Dickson Constant, BekaertDeslee et Centexbel.

10.3 Agroalimentaire

Dans l’agroalimentaire, les polymères et composites sont utilisés pour les joints, tapis convoyeurs, bacs, flexibles, tuyaux, revêtements, films, équipements de dosage, pièces d’usure, emballages et surfaces souples. Les enjeux sont la migration, le contact alimentaire, la nettoyabilité, la résistance aux graisses, protéines, désinfectants, température et abrasion.

Les acteurs Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, Allfoodcleaning, XLG, TECHSANIT, Bio-Propre, Nocéa Propreté, NIDD et PNB Nettoyage peuvent servir à identifier les contraintes de terrain et les scénarios de validation.

10.4 Transport collectif

Les transports collectifs utilisent de nombreux polymères, composites et textiles : sièges, mousses, tissus, revêtements de sol, accoudoirs, poignées polymères, panneaux composites, films, habillages intérieurs, joints, écrans et surfaces de contact. Ces matériaux sont soumis à une forte fréquentation, à l’abrasion, aux nettoyages rapides et à des exigences feu/fumée.

Les acteurs KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service, Alstom Valenciennes, Alcoline/Resysten, AIRDAL/Satair-Airbus, BioCote, Dyphox et NanoGuardX peuvent être considérés comme sources de contraintes, benchmarks ou démonstrateurs.

10.5 Élevage intensif et biosécurité

Les élevages intensifs utilisent de nombreux polymères : tuyaux, gaines, abreuvoirs, cloisons, sols plastiques, films, équipements de ventilation, revêtements, pièces d’usure et surfaces composites. Ces matériaux sont exposés à l’humidité, aux matières organiques, aux désinfectants, à l’ammoniac, au nettoyage haute pression et à l’abrasion.

Les acteurs JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, Ecolab/CID LINES et MS Schippers peuvent aider à définir les essais de vieillissement et les besoins non couverts.

11.Spécificités des surfaces métalliques

Les métaux présentent plusieurs avantages pour le développement de surfaces antibactériennes : résistance mécanique, stabilité dimensionnelle, compatibilité avec les procédés industriels, conductivité thermique et électrique, aptitude au polissage, au sablage, au dépôt, au traitement plasma ou laser.

Les métaux les plus concernés sont l’acier inoxydable, le titane et ses alliages, les alliages cobalt-chrome, l’aluminium, les aciers galvanisés, les alliages cuivreux et certains métaux utilisés en couches minces ou revêtements.

Cependant, les surfaces métalliques posent aussi des défis spécifiques :

corrosion et relargage ionique ;
passivation de surface ;
adhérence des revêtements ;
fatigue mécanique ;
abrasion ;
compatibilité avec la stérilisation ou les cycles de nettoyage ;
maintien des propriétés mécaniques ;
interaction avec les milieux biologiques ou alimentaires ;
risque de modification de la rugosité et de la nettoyabilité.

La performance antibactérienne ne peut donc jamais être évaluée seule. Elle doit être mise en relation avec la durabilité, la sécurité, la stabilité chimique, la résistance à l’usure et la compatibilité d’usage.

Les céramiques et verres se distinguent des métaux et polymères par leur structure, leur inertie, leur dureté et leurs modes de fabrication. Ils peuvent être denses, poreux, vitreux, cristallins, amorphes, bioactifs ou composites. Leur fonctionnalisation doit donc tenir compte de leur microstructure et de leur usage final.

12.Spécificités des surfaces céramiques

12.1 Alumine et zircone

L’alumine et la zircone sont des céramiques techniques utilisées dans les environnements exigeants. Elles présentent une grande dureté, une bonne résistance à l’usure, une stabilité chimique et une aptitude à fonctionner dans des environnements où les métaux ou polymères peuvent être insuffisants.

Dans le contexte ANTIRESI, elles sont particulièrement pertinentes pour les pompes, pistons, pièces de dosage et composants en contact avec des produits alimentaires ou pharmaceutiques. Elles sont souvent choisies pour leur inertie, mais leur surface peut néanmoins être colonisée si elle est exposée à des fluides contaminés, à des résidus organiques ou à des conditions humides.

Les solutions envisageables incluent la texturation contrôlée, le polissage optimisé, les revêtements d’oxydes, les couches sol-gel, les dopages de surface et les traitements visant à limiter l’adhésion bactérienne.

12.2 Phosphates de calcium

Les phosphates de calcium, dont l’hydroxyapatite et le phosphate tricalcique en phase bêta, sont des matériaux clés pour le biomédical. Leur intérêt repose sur leur bioactivité, leur ostéoconduction et leur capacité à soutenir la régénération osseuse.

La difficulté est de concilier deux objectifs parfois concurrents : favoriser l’intégration osseuse tout en limitant l’adhésion bactérienne. Une porosité ouverte est favorable à la colonisation cellulaire, mais peut aussi abriter des bactéries. Une surface bioactive peut favoriser l’interaction avec les protéines et cellules, mais aussi créer un environnement où l’adhésion microbienne doit être contrôlée.

Les pistes pertinentes sont le dopage antibactérien, le contrôle de la dissolution, les architectures macroporeuses, les revêtements bioactifs, les systèmes de relargage local et les solutions hybrides combinant ostéoconduction et effet antibactérien.

12.3 Verres et surfaces vitrées

Les verres et surfaces vitrées sont très présents dans les bâtiments, transports, équipements, sanitaires, écrans, cloisons et laboratoires. Ils sont généralement nettoyables, mais leur surface peut se contaminer rapidement dans les zones de contact fréquent.

Les solutions possibles incluent les coatings transparents, les traitements sol-gel, les couches photocatalytiques, les surfaces hydrophiles ou hydrophobes, les couches anti-traces et les additifs ou oxydes à activité antimicrobienne. Pour ces applications, la transparence, l’esthétique, la résistance aux rayures, la nettoyabilité et la durabilité sont des critères déterminants.

12.4 Céramiques poreuses et macroporeuses

Les céramiques poreuses sont importantes en filtration, catalyse, supports biologiques, implants et ingénierie tissulaire. Leur porosité peut être un atout fonctionnel, mais aussi un risque microbiologique.

Dans le biomédical, les macropores favorisent la colonisation cellulaire et la vascularisation. Dans l’industrie, des porosités ouvertes peuvent devenir difficiles à nettoyer. La conception doit donc être adaptée à l’usage : porosité ouverte et connectée pour l’implant, surface dense et nettoyable pour l’agroalimentaire.

Les méthodes comme l’impression 3D, le robocasting ou l’ice-templating permettent de contrôler l’architecture. Elles offrent aussi la possibilité d’intégrer des agents actifs dans le volume ou en surface.

13.Spécificités des surfaces polymères, composites et textiles

13.1 Diversité chimique et morphologique

Les polymères regroupent de nombreuses familles : polyoléfines, polyesters, polyamides, polyuréthanes, silicones, PVC, fluoropolymères, acryliques, élastomères, biopolymères, résines thermodurcissables ou matériaux biodégradables. Les textiles ajoutent une complexité supplémentaire : fibres, fils, tissus, tricots, non-tissés, laminés, membranes, enductions et assemblages multicouches.

Cette diversité impose une approche cas par cas. Une formulation adaptée au polyester ne sera pas nécessairement compatible avec le polyamide, le PU, le silicone ou un textile enduit PVC. De même, un traitement efficace sur un film lisse peut être inefficace ou fragile sur un textile rugueux et extensible.

13.2 Faibles températures de transformation

Les polymères et textiles sont mis en œuvre à des températures plus basses que les métaux ou céramiques. Cela permet d’intégrer plus facilement certains agents actifs sensibles à la chaleur, mais pose aussi des limites : stabilité thermique des additifs, compatibilité avec l’extrusion, dégradation des biomolécules, évaporation de solvants ou contraintes de séchage.

Cette particularité rend possible deux stratégies complémentaires : fonctionnalisation de surface après fabrication ou incorporation pendant la fabrication.

13.3 Usure, lavage et vieillissement

La durabilité est l’un des critères les plus critiques. Les textiles peuvent subir des dizaines de lavages, des cycles de désinfection, un frottement continu, une exposition à la sueur, aux huiles, à l’humidité, aux UV et à l’abrasion. Les polymères peuvent se fissurer, se gonfler, migrer, perdre des additifs ou subir une altération chimique.

Une solution antibactérienne efficace au jour zéro mais inactive après quelques lavages ou quelques semaines d’usage n’aura qu’un intérêt limité. Les essais de vieillissement doivent donc faire partie intégrante de la roadmap.

13.4 Contact humain, confort et sécurité

Les textiles et polymères sont souvent en contact direct avec la peau ou avec des muqueuses, parfois avec des tissus biologiques ou le sang. Les critères de confort, toucher, respirabilité, souplesse, élasticité, absence d’irritation et biocompatibilité sont donc essentiels.

Dans le biomédical, les exigences sont encore plus fortes : cytocompatibilité, hémocompatibilité, absence de relargage toxique, stérilisation, performance clinique et gestion des risques.

13.5 Fonctionnalisation dans la masse ou en surface

La fonctionnalisation de surface est souvent plus simple et consomme moins d’agent actif. Elle permet de cibler la zone en contact avec les bactéries. Elle est toutefois plus sensible à l’usure.

La fonctionnalisation dans la masse peut améliorer la durabilité si l’agent actif reste disponible en surface au fur et à mesure de l’usure. Elle peut aussi limiter la perte de fonction par abrasion. Mais elle consomme plus de matière active et peut modifier les propriétés mécaniques, rhéologiques ou esthétiques.

Une stratégie hybride peut être pertinente : matériau fonctionnalisé dans la masse + surface activée ; textile enduit + agent actif dans la couche ; fibre bicomposant cœur-coquille ; polymère actif utilisé comme bague, gaine ou pièce d’usure sur un support métallique.

14.Solutions technologiques pertinentes pour les métaux

14.1 Métaux intrinsèquement antimicrobiens et alliages fonctionnels

Le cuivre et certains alliages cuivreux possèdent une activité antimicrobienne reconnue. L’argent, le zinc et d’autres éléments peuvent également contribuer à des effets antibactériens lorsqu’ils sont présents sous forme ionique, particulaire, oxydée ou intégrée dans un revêtement.

Pour ANTIRESI, cette voie peut être pertinente sous forme de couches minces, dopages de surface, revêtements composites ou dépôts localisés. Elle doit toutefois éviter deux écueils : un relargage excessif pouvant générer des problèmes de toxicité ou d’environnement, et un relargage trop faible conduisant à une efficacité insuffisante.

14.2 Couches d’oxydes antibactériennes

Les couches de type ZnO, TiO₂ ou oxydes mixtes constituent une famille de solutions intéressante pour les surfaces métalliques. Elles peuvent agir par modification de la chimie de surface, génération d’espèces réactives, relargage ionique contrôlé ou modification de l’adhésion bactérienne.

Dans ANTIRESI, les dépôts de type ZnO constituent une piste technologique importante. L’enjeu sera de démontrer leur adhérence, leur homogénéité, leur activité antibactérienne, leur résistance à l’usure et leur compatibilité avec les contraintes d’usage.

14.3 Sol-gel et couches hybrides organique-inorganique

Les procédés sol-gel permettent de déposer des couches fines sur des géométries variées. Ils peuvent intégrer des agents actifs, des oxydes, des fonctions organiques ou des particules. Leur intérêt est leur versatilité et leur potentiel de transposition vers différents substrats.

Sur métaux, les verrous principaux sont l’adhérence, la fissuration, la résistance mécanique, la tenue aux cycles de nettoyage et la stabilité en milieu humide. Ces procédés peuvent être très pertinents pour des surfaces non critiques ou semi-critiques, notamment en transport, collectivité ou agroalimentaire.

14.4 Hydrogels fonctionnels

Les hydrogels peuvent jouer plusieurs rôles : réservoir d’agents antibactériens, couche antifouling, support de biomolécules ou système de relargage contrôlé. Sur métal, leur application est particulièrement intéressante pour les dispositifs médicaux, implants, cathéters ou surfaces nécessitant une interface douce avec le vivant.

Leur limite principale concerne la durabilité mécanique, l’adhérence au métal et la stabilité en conditions réelles. Une stratégie de prétraitement plasma, de silanisation, de texturation ou d’ancrage chimique peut être nécessaire.

14.5 Phages et bactériolysines immobilisés ou relargués

Les phages et bactériolysines peuvent être intégrés dans des revêtements, hydrogels ou couches fonctionnelles. Sur métal, leur usage est plus exigeant que celui de particules minérales, car il faut préserver leur activité biologique pendant le procédé, le stockage et l’usage.

Cette voie semble particulièrement prometteuse pour des applications ciblées où les pathogènes sont bien identifiés : dispositifs médicaux, environnements hospitaliers, surfaces spécifiques en agroalimentaire ou élevage. Elle nécessitera un couplage étroit entre formulation, microbiologie, caractérisation de surface et validation biologique.

14.6 Texturation laser et micro/nano-structuration

La texturation laser permet de modifier la surface métallique sans ajout massif de matière. Elle peut réduire l’adhésion bactérienne, modifier la mouillabilité, augmenter ou contrôler la rugosité, créer des micro-réservoirs ou favoriser l’ancrage d’un coating.

Cette voie est particulièrement cohérente avec les compétences du consortium ANTIRESI. Elle permet de travailler sur des géométries complexes et de combiner effets topographiques et chimiques.

14.7 Revêtements polymères antimicrobiens sur métal

De nombreuses surfaces métalliques peuvent être revêtues par des peintures, poudres thermodurcissables, films polymères ou couches hybrides. Cette approche est pertinente pour le mobilier, les transports, les équipements collectifs, certaines pièces industrielles et les surfaces non implantables.

Les acteurs comme Oxyplast/The Protech Group avec Sterilcoat, SICHEM/Nobacoat, Resysten/Alcoline ou AIRDAL/Satair-Airbus sont intéressants pour positionner l’état du marché. Pour ANTIRESI, ces solutions commerciales servent à la fois de références, de benchmarks et d’inspiration pour développer des solutions différenciées.

15.Solutions technologiques pertinentes pour céramiques et verres

15.1 Dopage antibactérien des céramiques

Le dopage consiste à introduire dans la matrice céramique des éléments capables de conférer une activité antibactérienne ou de modifier la réponse biologique. Les éléments les plus discutés incluent l’argent, le cuivre, le zinc, le strontium ou d’autres ions d’intérêt selon l’application.

Pour les phosphates de calcium, certains dopants peuvent également influencer la dissolution, la minéralisation, l’ostéoconduction ou la réponse cellulaire. Le défi est de dissocier, autant que possible, l’effet antibactérien d’une toxicité cellulaire ou d’une altération des propriétés mécaniques.

Pour l’alumine et la zircone, le dopage en volume peut être plus complexe selon le procédé, mais des stratégies de dopage de surface ou de revêtement peuvent être envisagées.

15.2 Revêtements ZnO et oxydes fonctionnels

Les couches à base de ZnO constituent une piste importante pour les céramiques et verres. Elles peuvent apporter une activité antibactérienne par photocatalyse, production d’espèces réactives, relargage limité d’ions zinc ou modification de l’énergie de surface.

Leur intérêt réside dans leur compatibilité avec les matériaux minéraux et leur potentiel d’application sur des surfaces denses ou complexes. Les verrous concernent l’adhérence, l’activation en conditions réelles, la résistance à l’abrasion, l’encrassement et la stabilité après nettoyage.

Des oxydes mixtes ou dopés peuvent être envisagés pour moduler l’activité, la longueur d’onde d’activation, la transparence, la stabilité ou la cytocompatibilité.

15.3 Sol-gel et chimie douce

Les procédés sol-gel permettent de déposer des couches minérales ou hybrides sur des céramiques, verres, métaux ou polymères. Ils sont particulièrement adaptés aux surfaces minérales et aux géométries complexes.

Les couches sol-gel peuvent incorporer des ions, nanoparticules, fonctions organiques ou molécules actives. Elles peuvent aussi modifier la mouillabilité, la rugosité ou la réactivité de surface.

Pour les surfaces vitrées, le sol-gel est intéressant car il peut produire des couches fines, transparentes et fonctionnelles. Pour les céramiques techniques, il peut servir à déposer une couche antibactérienne sans modifier massivement la pièce. Pour les biocéramiques, il faut veiller à la compatibilité biologique et au maintien de la bioactivité.

15.4Texturation laser et modification de surface

La texturation laser permet de modifier la topographie et parfois la chimie de surface. Elle peut créer des motifs micro- ou nanométriques, modifier la mouillabilité, augmenter la surface spécifique ou créer des réservoirs pour agents actifs.

Sur céramiques denses comme l’alumine ou la zircone, la texturation peut être utilisée pour influencer l’adhésion bactérienne ou améliorer l’ancrage de coatings. Sur phosphates de calcium, elle peut contribuer à structurer la surface pour l’intégration biologique, tout en ouvrant la possibilité d’incorporer des agents antibactériens.

Cette approche doit être maîtrisée pour éviter les défauts, microfissures, fragilisations ou rugosités favorisant au contraire la colonisation.

15.5 Céramiques bioactives à relargage contrôlé

Les phosphates de calcium et verres bioactifs peuvent libérer des ions au cours de leur dissolution. Cette propriété peut être exploitée pour relarguer localement des ions antibactériens ou modulateurs biologiques.

La difficulté est de contrôler simultanément la résorption, l’activité antibactérienne, la réponse cellulaire et la stabilité mécanique. Dans un substitut osseux, le matériau ne doit pas seulement tuer des bactéries : il doit aussi favoriser la régénération.

Différentes stratégies peuvent être envisagées : surface plus active en phase initiale, cœur plus stable pour le maintien mécanique, ou architecture permettant une libération différenciée dans le temps.

15.6 Hydrogels et couches hybrides sur céramiques

Les hydrogels peuvent être associés aux céramiques pour créer des interfaces douces, réservoirs d’agents actifs ou supports de biomolécules. Cette stratégie est intéressante en biomédical, pour des substituts osseux, implants ou supports tissulaires.

L’adhésion hydrogel-céramique est un point critique. Elle peut nécessiter une fonctionnalisation préalable, un traitement plasma, une silanisation ou une couche d’ancrage. La stabilité après stérilisation et la résistance à la manipulation doivent aussi être vérifiées.

15.7 Phages, bactériolysines et enzymes antibiofilm

Les phages et bactériolysines peuvent être intégrés à des couches sol-gel douces, hydrogels ou revêtements fonctionnels. Leur usage est particulièrement intéressant lorsque les bactéries cibles sont identifiées, par exemple dans un environnement hospitalier ou industriel donné.

Cette approche est prometteuse, mais elle doit être considérée comme une solution avancée, nécessitant une validation approfondie. Les questions de spectre d’action, stabilité, stockage, stérilisation, réglementation et compatibilité avec les procédés céramiques sont centrales.

Chapitre 9

Chapitre 10

Chapitre 11

Chapitre 12

Chapitre 8

Chapitre 13

Chapitre 14

Chapitre 15

Chapitre 16

16.Solutions technologiques pertinentes pour polymères, composites et textiles

16.1 Extrusion et compoundage antimicrobien

L’incorporation d’agents antimicrobiens dans un polymère par compoundage ou extrusion permet de produire des films, fibres, pièces injectées, profilés ou revêtements fonctionnels. Cette voie est pertinente pour les pièces d’usage intensif, les fils fonctionnalisés, les surfaces polymères transport, les équipements d’élevage, les dispositifs médicaux non implantables et certaines applications alimentaires.

L’extrusion bicomposant cœur-coquille est particulièrement intéressante pour les textiles : elle permet de concentrer l’agent actif dans la gaine, donc à proximité de la surface, tout en réduisant la quantité totale utilisée et en conservant les propriétés du cœur de fibre.

Les verrous sont la stabilité thermique, la dispersion de l’additif, la migration, l’accessibilité en surface, la résistance mécanique, la couleur, le coût et la conformité réglementaire.

16.2 Foulardage textile

Le foulardage est une voie industrielle classique pour appliquer une formulation sur un tissu, tricot ou non-tissé. Il permet une fonctionnalisation relativement simple, compatible avec de nombreux supports et lignes textiles.

Pour une application antibactérienne, le foulardage peut intégrer des agents cationiques, polymères fonctionnels, biopolymères, particules, liants, réticulants ou formulations hybrides. L’étape de séchage ou de fixation est déterminante pour la durabilité.

Les critères critiques sont la résistance au lavage, l’uniformité du dépôt, la conservation du toucher, la respirabilité, la couleur et la limitation du relargage.

16.3 Enduction textile ou polymère

L’enduction permet de déposer une couche fonctionnelle sur un textile ou polymère. Cette couche peut être continue, microporeuse, imperméable, respirante, adhésive, résistante à l’abrasion ou multi-fonctionnelle.

Les textiles enduits sont particulièrement pertinents pour Sioen, Vetex, Dickson Constant et d’autres acteurs du textile technique. Ils peuvent viser les sièges, bâches, membranes, revêtements de sol, protections, textiles médicaux, rideaux, housses ou surfaces souples.

L’enduction est aussi une voie adaptée pour intégrer des hydrogels, des agents actifs, des particules ou des couches barrières. Les verrous sont l’adhérence, la flexibilité, la fissuration, l’abrasion, la lavabilité et la compatibilité avec les normes feu ou médicales.

16.4 Fonctionnalisation plasma

Le plasma peut activer une surface polymère ou textile, introduire des fonctions chimiques, améliorer l’énergie de surface, augmenter l’adhérence d’un coating ou permettre un greffage ultérieur. C’est une voie intéressante pour les matériaux difficiles à mouiller ou à enduire.

Dans ANTIRESI, la fonctionnalisation plasma peut jouer un rôle d’étape préparatoire : améliorer l’imprégnation par un revêtement antimicrobien, ancrer un hydrogel, favoriser une couche de chitosan ou permettre une immobilisation plus stable d’agents bioactifs.

Le principal enjeu est la stabilité de l’activation dans le temps, la reproductibilité, le traitement de surfaces complexes et la compatibilité avec une production industrielle.

16.5 Hydrogels de chitosan

Les hydrogels de chitosan constituent une voie prometteuse pour les polymères et textiles, en raison de leur capacité à former des films, retenir des agents actifs et apporter une activité antimicrobienne ou une interface hydrophile.

Ils peuvent être appliqués par enduction, imprégnation ou dépôt sur une surface activée. Ils peuvent aussi servir de matrice pour des phages, bactériolysines, enzymes ou autres agents.

Les points de vigilance sont la stabilité à l’eau, la tenue mécanique, l’adhérence, la reproductibilité, l’influence du pH, la résistance au lavage et l’évaluation de la cytocompatibilité lorsque le matériau est destiné à un contact humain.

16.6 Phages et bactériolysines

Les phages et bactériolysines peuvent être utilisés comme agents bactéricides ciblés. Leur intégration dans des polymères ou textiles est compatible avec des procédés doux : hydrogels, encapsulation, immobilisation ou revêtements à basse température.

Cette stratégie est pertinente pour des cas où les bactéries cibles sont connues : santé, dispositifs médicaux, surfaces de collectivités, agroalimentaire ou élevage. Elle est particulièrement intéressante pour lutter contre des bactéries problématiques ou résistantes.

Les verrous sont la stabilité, le spectre d’action, la conservation de l’activité, la sensibilité aux procédés industriels, le stockage, la réglementation et l’acceptabilité par les utilisateurs.

16.7 Solutions commerciales et benchmarks

Plusieurs acteurs du marché proposent déjà des solutions antimicrobiennes pour polymères ou textiles. Devan Chemicals, avec ses finitions antimicrobiennes textiles, constitue un benchmark direct. Sioen et Sioen Fabrics sont pertinents pour les textiles enduits à fonctions antimicrobiennes. Oxyplast/The Protech Group, avec des revêtements poudre antimicrobiens, illustre les possibilités de coatings polymères appliqués sur substrats rigides. BioCote représente un benchmark pour les additifs antimicrobiens intégrés dans des polymères. Resysten/Alcoline, Dyphox, NanoGuardX ou AIRDAL/Satair-Airbus sont utiles pour comparer les solutions de surface destinées aux environnements collectifs ou transport.

Ces solutions ne doivent pas être considérées uniquement comme concurrentes. Elles sont aussi des références utiles pour définir les attentes industrielles : durabilité, méthodes de test, revendications, coût, maintenance et acceptabilité.

17.Acteurs identifiés – Matériaux métalliques

17.1 Fournisseurs ou développeurs de solutions

CM4CURE est un acteur prioritaire pour les coatings médicaux actifs. Sa plateforme de nanogel peut être pertinente pour des dispositifs médicaux métalliques ou hybrides, notamment lorsque l’on recherche une fonction antimicrobienne combinée à d’autres fonctions, comme l’antithrombose.

SICHEM/Nobacoat et Resysten/Alcoline sont intéressants pour des surfaces de contact non critiques dans les collectivités, transports, santé ou bâtiments. Leur intérêt pour ANTIRESI est de fournir des références existantes et d’aider à positionner les futures solutions.

Molecular Plasma Group et Esix Surface Technologies peuvent être considérés comme des acteurs de procédés ou d’application de coatings, utiles pour la fonctionnalisation de surfaces métalliques et l’ancrage de couches actives.

Oxyplast/The Protech Group, avec Sterilcoat, illustre l’intérêt des revêtements poudre antimicrobiens, notamment pour des pièces métalliques revêtues dans le bâtiment, l’équipement ou les collectivités.

AIRDAL/Satair-Airbus, même s’il n’est pas strictement un acteur FWVL, constitue un benchmark intéressant pour les applications aéronautiques, où les exigences de sécurité, de durabilité et de compatibilité matériaux sont fortes.

17.2 Utilisateurs, prescripteurs et démonstrateurs

Dans le transport, les acteurs KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service et Alstom Valenciennes peuvent être utiles pour définir les contraintes de nettoyage, les surfaces critiques et les scénarios de démonstration.

Dans l’agroalimentaire, Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, XLG, Allfoodcleaning, TECHSANIT, Bio-Propre et Nocéa Propreté peuvent contribuer à identifier les besoins liés aux surfaces inox, circuits fermés, équipements ouverts et zones humides.

Dans la santé et les collectivités de soin, Onet Santé, Samsic Santé, DECA, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning, EconetPRO, Tristel, Meiko et Hypronet peuvent aider à confronter les solutions aux protocoles de bionettoyage, de désinfection et de maintenance.

Dans l’élevage, JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, CID LINES/Ecolab et MS Schippers peuvent permettre de qualifier les contraintes de biosécurité, d’abrasion, de désinfection et de vieillissement en environnement agressif.

18.Acteurs identifiés – Matériaux céramiques

18.1 Acteurs du consortium et partenaires technologiques

Le CRIBC et le CERAMATHS-UPHF sont les partenaires principaux pour les matériaux céramiques et biocéramiques. Leur rôle concerne la fabrication, la mise en forme, la caractérisation, le traitement de surface et le développement de matériaux céramiques de référence, d’une part et d’autre part les revêtements, couches nanostructurées, chimie douce et solutions de surface applicables aux céramiques. L’URCA, l’UMONS, le CRITT Matériaux Innovation, le CER Groupe, EuraMaterials et Centexbel complètent la chaîne de valeur par les compétences en matériaux, microbiologie, validation, transfert, caractérisation et mobilisation industrielle.

18.2 Industriels et démonstrateurs biomédicaux

CERHUM, WISHBONE, NOVADIP, ou THERAVET représentent des cibles pour les applications biomédicales. Leurs implants et greffons osseux 3D constituent des cas d’usage directement cohérent avec les phosphates de calcium, la porosité contrôlée et la régénération osseuse. Même si l’offre identifiée publiquement est principalement centrée sur l’ostéoconduction et la reconstruction osseuse, l’ajout d’une fonctionnalité antibactérienne pourrait constituer une voie de développement très pertinente.

CM4CURE est plutôt positionné sur les coatings médicaux actifs et les dispositifs implantables ou semi-implantables. Son approche peut inspirer des stratégies de nanogels, de relargage contrôlé ou de couches hybrides applicables à certains supports céramiques ou composites.

Cousin Surgery, bien que principalement associé aux implants textiles et dispositifs souples, peut être considéré comme un acteur biomédical régional à garder dans la cartographie globale, notamment pour des dispositifs hybrides ou des approches combinant céramique et polymère. Il en va de même pour Lattice Medical (Loos, FR), qui développe les implants mammaires « Matisse® ».

18.3 Fournisseurs ou applicateurs de coatings

SICHEM/Nobacoat et Resysten/Alcoline sont pertinents pour les surfaces minérales, vitrées ou céramiques non implantables, en santé, collectivités, transport ou bâtiment. Ces solutions peuvent servir de références commerciales et de benchmarks pour évaluer la durabilité, les revendications et les performances attendues.

Molecular Plasma Group et Esix Surface Technologies peuvent être considérés comme des acteurs de procédés pour la fonctionnalisation ou l’ancrage de couches actives sur verres et céramiques. Leur intérêt réside dans leur capacité à intervenir comme applicateurs ou intégrateurs de traitements de surface.

Knauf Ceiling Solutions et KONE ne sont pas des acteurs céramiques au sens strict, mais ils illustrent des marchés d’application dans le bâtiment, les collectivités et les environnements à fortes contraintes d’hygiène. Ils peuvent contribuer à identifier les besoins en surfaces minérales, vitrées ou équipements intégrés.

18.4 Utilisateurs finaux et prescripteurs

Les acteurs de l’agroalimentaire et du pharmaceutique — Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, Allfoodcleaning, XLG, TECHSANIT, Bio-Propre, Nocéa Propreté, NIDD — peuvent fournir les contraintes réelles liées aux équipements, cycles de nettoyage, surfaces en contact produit, biofilms et arrêts de production.

Les acteurs de la santé et des collectivités — Onet Santé, Samsic Santé, DECA, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning, EconetPRO, Tristel, Meiko, Hypronet — peuvent contribuer à définir les surfaces critiques, protocoles d’hygiène et contraintes d’acceptabilité.

Les acteurs du transport — KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service, Alstom Valenciennes — sont pertinents pour les surfaces vitrées, minérales et équipements exposés au public.

Les acteurs de l’élevage — JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, Ecolab/CID LINES, MS Schippers — peuvent aider à définir des tests de robustesse en milieu humide, agressif et riche en matière organique.

19.Acteurs identifiés – Matériaux polymères/textiles

19.1 Acteurs du consortium et partenaires technologiques

ITHEMM-URCA et Centexbel sont les partenaires coordonnant l’activité 3.3 « Polymères, composites et textiles ». Leur rôle est l’extrusion de fils, l’extrusion bicomposant cœur-coquille, le foulardage, l’enduction, la caractérisation textile, la résistance, l’abrasion, le confort et les essais antimicrobiens ainsi que la conception et fabrication de matériaux avec propriétés antibactériennes.

Le CRITT Matériaux Innovation intervient sur la conception, la caractérisation, les traitements de surface, la fonctionnalisation plasma et les revêtements. L’UMONS, l’UPHF, le CER Groupe et le CRIBC apportent des compétences complémentaires en formulation, solutions biologiques, microbiologie, validation in vitro/in vivo, caractérisation et transfert. EuraMaterials joue un rôle important pour la mobilisation des entreprises et la diffusion vers les secteurs applicatifs.

19.2 Fournisseurs et développeurs de solutions textiles/polymères

Devan Chemicals est l’acteur le plus directement positionné sur les finitions antimicrobiennes textiles dans la zone FWVL. Il constitue une référence importante pour les solutions de finition textile, les exigences de durabilité et les marchés applicatifs.

Sioen, Sioen Fabrics et Sioline sont des acteurs majeurs des textiles techniques enduits. Ils sont pertinents pour des démonstrateurs de surfaces souples, membranes, bâches, textiles de protection, revêtements techniques ou matériaux utilisés en transport, santé, agroalimentaire ou collectivités.

Vetex est un intégrateur textile technique et médical pertinent pour les laminés, textiles chirurgicaux, protections et solutions de barrière. Utexbel, Concordia Textiles et Liebaert Textiles sont des industriels textiles capables d’intégrer des fonctionnalités dans des textiles techniques, workwear, protection ou applications médicales. Dickson Constant constitue une piste intéressante en Hauts-de-France pour les textiles techniques, revêtements de sol tissés et applications collectivités. BekaertDeslee peut être pertinent pour literie, matelas, housses et applications santé/collectivités.

CM4CURE est prioritaire pour les coatings polymères médicaux, notamment les dispositifs implantables ou semi-implantables, cathéters et surfaces nécessitant un relargage contrôlé. Cousin Surgery est un acteur clé pour les implants textiles et dispositifs implantables en Hauts-de-France. Ces deux acteurs permettent de relier l’activité 3.3 au biomédical implantable.

19.3 Utilisateurs, prescripteurs et démonstrateurs

Les secteurs santé/EHPAD peuvent être représentés par Onet Santé, Samsic Santé, DECA, Iris Cleaning, Jani-King Belgique, DS Cleaning, EconetPRO, Tristel, Meiko et Hypronet. Ils permettent d’identifier les contraintes de nettoyage, désinfection, contact humain et acceptabilité.

Le secteur agroalimentaire peut être représenté par Kersia/Sopura, Christeyns, Ecolab, Diversey/Solenis, Allfoodcleaning, XLG, TECHSANIT, Bio-Propre, Nocéa Propreté, NIDD et PNB Nettoyage. Ces acteurs sont utiles pour valider les polymères en contact avec environnements humides, matières organiques, graisses, protéines, désinfectants et cycles de nettoyage.

Le transport collectif peut être représenté par KÖSE Cleaning, Onet Transport, Samsic, DECA Propreté, Derichebourg, Aero Services, Group-f Aviation, Wing Clean Service, Alstom Valenciennes, AIRDAL/Satair-Airbus, Resysten/Alcoline, BioCote, Dyphox ou NanoGuardX. Les démonstrateurs peuvent viser les sièges, accoudoirs, poignées, panneaux, revêtements de sol ou textiles d’intérieur.

L’élevage intensif peut être représenté par JM Cleaning, ONS F.S, APA, Boué SARL, Kersia, Huvepharma, Ecolab/CID LINES et MS Schippers. Les démonstrateurs peuvent viser des polymères d’équipements, cloisons, gaines, tuyaux, abreuvoirs ou pièces soumises à nettoyage agressif.

Chapitre 17

Chapitre 18

Chapitre 19

Annexes

Annexe — Cartographie des acteurs, solutions et sources web mobilisables

Cette annexe rassemble les acteurs, entreprises, solutions technologiques et utilisateurs potentiels identifiés.

Limites et précautions

L’objectif n’est pas de constituer une liste exhaustive de tous les fournisseurs de solutions antimicrobiennes, mais de proposer une première cartographie opérationnelle des acteurs pouvant être mobilisés.

Cette cartographie est une base de travail qui évoluera au fur et à mesure de l’avancée des recherches menées dans le cadre du projet.

Cartographie des acteurs et solutions

1)Domaine biomédical, implants, santé, EPHAD et collectivités de soin

Acteurs – compagnies actives dans le domaine

1.Pourquoi agir sur les surfaces ?

2.Les problématiques sectorielles

2.1 Secteur médical et hospitalier

Cartographie des risques environnementaux en milieu de soins - Identification des surfaces critiques et zones à risque

3. Les grands modes d’action des surfaces antibactériennes

3.1 Surfaces anti-adhésion

3.2 Surfaces bactéricides de contact

3.3 Surfaces à relargage contrôlé

3.4 Surfaces photoactivables ou photocatalytiques

3.5 Texturation et effets topographiques

3.6 Biotechnologies antibactériennes : phages, enzymes et bactériolysines

4.Prévention et curatif : quelle stratégie privilégier ?

5.Limites des solutions conventionnelles

6.Développement de solutions innovantes

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6.3 Textiles antibactériens

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6.5 Phosphate de calcium dopés

6.6 Les hydrogels dopés

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7.Normalisation et essais d’évaluation

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8.Secteurs d’application - Matériaux métalliques

8.1 Santé, biomédical et collectivités de soin

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8.2 Agroalimentaire

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8.3 Transport collectif

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8.4 Élevage intensif

9.Secteurs d’application – Matériaux céramiques

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9.1 Biomédical, implants et ingénierie tissulaire

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9.2 Agroalimentaire et pharmaceutique

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9.3 Santé, collectivités et maisons de repos

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9.4 Transport collectif et infrastructures publiques

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9.5 Élevage intensif et environnements humides

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10.Secteurs d’application – Polymères, textiles

10.1 Santé, biomédical et maisons de repos

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10.2 Textile technique et habillement professionnel

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10.3 Agroalimentaire

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10.4 Transport collectif

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10.5 Élevage intensif et biosécurité

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11.Spécificités des surfaces métalliques

12.Spécificités des surfaces céramiques

12.1 Alumine et zircone

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12.2 Phosphates de calcium

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12.3 Verres et surfaces vitrées

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12.4 Céramiques poreuses et macroporeuses

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13.Spécificités des surfaces polymères, composites et textiles

13.1 Diversité chimique et morphologique

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13.2 Faibles températures de transformation

Les procédés sol-gel permettent de déposer des couches fines sur des géométries variées. Ils peuvent intégrer des agents actifs, des oxydes, des fonctions organiques ou des particules. Leur intérêt est leur versatilité et leur potentiel de transposition vers différents substrats.

14.5 Phages et bactériolysines immobilisés ou relargués

La texturation laser permet de modifier la surface métallique sans ajout massif de matière. Elle peut réduire l’adhésion bactérienne, modifier la mouillabilité, augmenter ou contrôler la rugosité, créer des micro-réservoirs ou favoriser l’ancrage d’un coating.

Les couches à base de ZnO constituent une piste importante pour les céramiques et verres. Elles peuvent apporter une activité antibactérienne par photocatalyse, production d’espèces réactives, relargage limité d’ions zinc ou modification de l’énergie de surface.

Les procédés sol-gel permettent de déposer des couches minérales ou hybrides sur des céramiques, verres, métaux ou polymères. Ils sont particulièrement adaptés aux surfaces minérales et aux géométries complexes.

La texturation laser permet de modifier la topographie et parfois la chimie de surface. Elle peut créer des motifs micro- ou nanométriques, modifier la mouillabilité, augmenter la surface spécifique ou créer des réservoirs pour agents actifs.

Les phosphates de calcium et verres bioactifs peuvent libérer des ions au cours de leur dissolution. Cette propriété peut être exploitée pour relarguer localement des ions antibactériens ou modulateurs biologiques.

Les hydrogels peuvent être associés aux céramiques pour créer des interfaces douces, réservoirs d’agents actifs ou supports de biomolécules. Cette stratégie est intéressante en biomédical, pour des substituts osseux, implants ou supports tissulaires.

Les phages et bactériolysines peuvent être intégrés à des couches sol-gel douces, hydrogels ou revêtements fonctionnels. Leur usage est particulièrement intéressant lorsque les bactéries cibles sont identifiées, par exemple dans un environnement hospitalier ou industriel donné.

16.1 Extrusion et compoundage antimicrobien

16.2 Foulardage textile

16.3 Enduction textile ou polymère

16.4 Fonctionnalisation plasma

16.5 Hydrogels de chitosan

16.6 Phages et bactériolysines

16.7 Solutions commerciales et benchmarks