Des chercheurs utilisent l'impression 3D pour créer des biof

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Des chercheurs utilisent l'impression 3D pour créer des biofilms

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Selon des chercheurs de l'université d'État du Montana, la modification des environnements interactifs des biofilms pourrait être une alternative à l'utilisation de produits chimiques agressifs dans le traitement des bactéries pathogènes. (Photo : Peddalanka Ramesh Babu/Shutterstock)

BOZEMAN, Montana, États-Unis : Des chercheurs de la Montana State University (MSU) ont mis au point un dispositif d’impression 3D capable de reproduire des mosaïques microbiennes, et de permettre ainsi l’étude de traitements nouveaux et innovants des biofilms. Kathryn Zimlich, doctorante au centre d’ingénierie des biofilms de l’université, explique que cette étude soutient l’hypothèse selon laquelle la modification des environnements de biofilms pourrait présenter une alternative à l’utilisation de produits chimiques, lors du traitement des bactéries pathogènes dans des environnements de biofilms dynamiques.

L'université a indiqué que Kathryn Zimlich et son collègue Isaak Thornton, un doctorant en génie mécanique de la MSU, ont passé deux ans à concevoir et à tester un dispositif d'impression 3D, capable de déposer des cadrillages de bactéries individuelles dans l'hydrogel. Les progrès de la technologie d'impression en 3D ont permis aux chercheurs de cartographier les microbes présents dans des gouttes de résine hydrogel liquide, et d'utiliser la lumière laser pour construire un biofilm rudimentaire à partir de la résine.

« Jusqu'à présent, Kathryn Zimlich et Isaak Thornton n'ont utilisé qu'une seule espèce de bactéries, mais en utilisant l'imprimante 3D pour effectuer plusieurs passages, chacun avec une espèce ou une souche différente de bactéries, ils pourraient commencer à créer les biofilms plus complexes et stratifiés que l'on trouve dans la nature », peut-on lire dans le communiqué de presse. En ajoutant un colorant fluorescent aux bactéries, les chercheurs sont en mesure d'observer les microbes à l'aide de microscopes spécialisés, ce qui permet d'étudier les interactions qui se produisent entre les cellules.

« Même les systèmes de biofilms les plus simples sont compliqués », a déclaré Kathryn Zimlich. « C'est comme une forêt où il y a beaucoup de diversité. Nous avons eu besoin de nouveaux outils pour voir comment cette diversité se développe et se maintient », a-t-elle ajouté.

L'université a mis en évidence le fait que les environnements dynamiques des biofilms peuvent contribuer à rendre les microbes résistants aux traitements traditionnels. Les recherches menées par le Dr Phil Stewart, professeur à la MSU et chercheur sur les biofilms, ont montré qu'un type de bactérie responsable d'infections des plaies résiste aux antibiotiques parce que les cellules du niveau inférieur du biofilm sont coupées de l'oxygène et d'autres composés. Les cellules deviennent alors dormantes et leur biologie est suffisamment modifiée pour rendre le médicament inefficace, ont expliqué les chercheurs de l'université.

Kathryn Zimlich a commenté : « Une chose qui paraît plus évidente est qu'il est possible de traiter ces bactéries pathogènes en modifiant l'environnement interactif du biofilm, au lieu d'essayer d'utiliser des produits chimiques agressifs. »

La recherche a été présentée au Montana Biofilm Meeting à Bozeman du 12 au 14 juillet, une conférence annuelle au cours de laquelle les chercheurs et les partenaires industriels se réunissent pour discuter des derniers développements dans la science des biofilms. Le Dr Paul Sturman, professeur de recherche et coordinateur industriel au Center for Biofilm Engineering, a déclaré que des acteurs industriels majeurs tels que Procter & Gamble et 3M, s'intéressent au développement de nouvelles méthodes de contrôle des biofilms.

 

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