Des chercheurs développent un masque facial antiviral qui tue les virus

Jul 22, 2023

Comme souligné lors de la pandémie de COVID-19, les masques faciaux réduisent le risque d'infection virale en réduisant la propagation des gouttelettes respiratoires.

La porte-parole de la FDA, Audra Harrison, a déclaré à Medical News Today qu'à ce jour, les masques respiratoires N95 approuvés par le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) sont "la référence en matière de protection respiratoire pour le personnel de santé".

Cependant, les masques traditionnels - y compris les N95 - ne sont pas en mesure de désactiver les virus au contact.

Le risque de contamination augmente avec le temps de port et il est conseillé aux travailleurs de la santé de jeter les masques faciaux après l'exposition des patients. Cela peut entraîner des pénuries de masques et générer d'importants déchets plastiques.

Mais des chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) à New York ont ​​mis au point une méthode qui confère des propriétés antivirales et antibactériennes aux filtres de masque facial N95. Ils ont découvert que l'incorporation de matériaux aux propriétés antivirales dans les masques faciaux améliorait leur capacité à se protéger contre les infections tout en prolongeant le temps de port et en réduisant ainsi les déchets plastiques.

La nouvelle recherche a été publiée dans le numéro de juin d'ACS Applied Materials & Interfaces.

Des recherches antérieures ont créé des masques faciaux à activité antivirale en incorporant des nanomatériaux métalliques capables de désactiver les virus, tels que le cuivre, dans les fibres du filtre.

Cependant, les chercheurs craignaient que les nanomatériaux métalliques ne se détachent du filtre du masque et soient inhalés, provoquant une toxicité.

Les polycations - des molécules à longue chaîne avec une charge positive nette - peuvent être utilisés à la place des nanomatériaux métalliques pour doter les surfaces d'une activité antivirale. Des études antérieures ont documenté la capacité des polycations à tuer les bactéries et les virus au contact en perturbant leurs membranes cellulaires.

Le Dr Helen Zha, professeure adjointe de génie chimique et biologique à Rensselaer et co-auteur de la nouvelle recherche sur les masques faciaux, a expliqué la méthode basée sur les polycations qu'elle et son équipe de recherche ont développée dans un communiqué de presse. La méthode confère des propriétés antimicrobiennes au tissu en polypropylène, qui est couramment utilisé comme matériau de filtration dans les masques N95.

"Le processus que nous avons développé utilise une chimie très simple pour créer ce revêtement polymère sans lixiviation [au-dessus du matériau filtrant du masque N95] qui peut tuer les virus et les bactéries en ouvrant essentiellement leur couche externe."

– Dr Helen Zha

L'équipe du Dr Zha a appliqué un polymère d'ammonium quaternaire (un polycation) sur les surfaces des fibres de polypropylène, en utilisant la lumière ultraviolette (UV) pour piloter le processus de greffage. Le revêtement polymère ultra-fin qui en résulte donne au filtre une charge positive permanente sans modifier considérablement la structure des fibres ou la respirabilité du filtre.

Les chercheurs ont découvert que le polypropylène enduit de polymère pouvait désactiver plusieurs virus à enveloppe lipidique, ainsi que les bactéries Staphylococcus aureus et Escherichia coli, au contact.

L'activité antivirale du polypropylène enduit de polymère a été testée à l'aide de différents virus. Ceux-ci comprenaient un coronavirus de souris similaire au coronavirus humain SARS-CoV-2, un coronavirus humain et un virus de l'herpès suid (également appelé virus de la pseudorage). Après contact avec le filtre enduit, le nombre d'unités virales infectieuses a diminué, bien que l'activité antivirale ait varié de manière significative selon la souche virale et la méthode de quantification du virus infectieux.

Sur la base des mécanismes antimicrobiens décrits dans des études antérieures, les chercheurs pensent que le polypropylène chargé positivement tue les virus et les bactéries au contact en perturbant leur membrane cellulaire.

Les chercheurs ont noté que l'efficacité de filtration du filtre N95 diminue après l'application du revêtement polymère antimicrobien.

Cependant, ce problème peut être résolu en portant un masque N95 non modifié sous le masque enduit de polymère.

À l'avenir, les fabricants de masques pourraient utiliser un polymère antimicrobien dans la couche extérieure du masque N95.

Le processus de revêtement de polymère antimicrobien peut être appliqué aux filtres de masque existants, plutôt que de nécessiter la fabrication de nouveaux.

Cependant, la méthode de revêtement polymère a également été conçue "pour faciliter la commercialisation", a déclaré le Dr Zha à MNT.

"Nous avons délibérément utilisé des réactifs, des solvants et des équipements facilement disponibles. Nous avons recherché des produits chimiques et des méthodes simples qui ont le potentiel d'être étendus", a déclaré le Dr Zha. "Je pense qu'il existe une voie viable pour la fabrication à grande échelle et la réalisation commerciale."

Selon un communiqué de presse, Shekhar Garde, doyen de l'École d'ingénierie de Rensselaer, a qualifié la méthode de revêtement polymère antimicrobien de "stratégie intelligente" et a souligné sa polyvalence.

"Compte tenu de l'abondance de polypropylène dans la vie quotidienne, cette stratégie est peut-être également utile dans de nombreux autres contextes", a déclaré Garde.