Matériaux antivirus : de nombreuses avancées pour des surfaces plus saines

Une veille des matériaux aptes à neutraliser les virus, dans un contexte de résilience aux futures menaces épidémiques.

Le Covid-19 a eu le mérite d’augmenter significativement la connaissance en matière de transmission virale, qu’il s’agisse du grand public ou des responsables politiques. Il a également fait transparaitre le foisonnement en matière de recherche et développement lorsqu’il s’agit de contrer des facteurs d’insécurité sanitaire, alors qu’une émulation certaine est venue stimuler la recherche.

En matière de surface et de matériaux ayant des propriétés biocides, des technologies existantes ont été adaptées en des temps record pour lutter spécifiquement contre le virus SARS-COV-2. D’autres recèlent des potentiels, en termes d’efficacité, d’innocuité vis à vis de l’homme, de praticité, ou de modèle économique.

Constituer une surface inhospitalière aux virus et bactéries

Observons dans un premier temps les facteurs qui font qu’un virus se dégrade en présence d’une surface : 4 facteurs intrinsèques à un type de surface se distinguent

Matériaux métalliques connus pour leurs propriétés antivirales

Une trentaine de métaux lourds sont connus comme étant potentiellement capables d’interagir avec les micro-organismes, notamment l’argent (Ag), l’or (Au), le bismuth (Bi), le cobalt (Co), le cuivre (Cu), le fer (Fe), le mercure (Hg), le manganèse (Mn), le nickel (Ni), le plomb (Pb), le platine (Pt), l’antimoine (Sb), l’étain (Sn), le titane (Ti) et le zinc (Zn). On sait depuis des siècles que certains métaux lourds possèdent des propriétés anti-infectieuses. Cependant, les mécanismes derrière ces propriétés ne sont pas encore entièrement compris et plusieurs facteurs semblent y contribuer.

Beaucoup d’innovations que l’on trouve sur le site InnoVsCovid19.com relatent des surfaces ou traitements de surface à base de Cuivre (Cu). En effet, il a été démontré scientifiquement la performance plus importante de l’activité virucide des ions Cuivre Cu(II), par rapport aux ions Fer Fe(III), sur cinq virus de différentes classes de virus, y compris les virus à ADN ou à ARN enveloppés et non enveloppés, simple et double brin. Plus généralement, il a été également prouvé que le contact du virus avec des surfaces de cuivre détruisait le génome de l’ARN viral. Ainsi, l’inactivation du coronavirus sur les surfaces de cuivre et d’alliages de cuivre entraîne une fragmentation non spécifique et irréversible de l’ARN avec des fragments de plus en plus petits avec le temps.

L’autre métal très utilisé est l’Argent et de nos jours, il existe de nombreux exemples d’Argent incorporé dans des objets du quotidien pour fournir une activité antivirale. Même si l’argent est un biocide couramment utilisé, il y a eu très peu d’études sur son utilisation comme virucide. Les ions argent ont été décrits comme ayant le plus haut niveau d’activité antimicrobienne de tous les métaux lourds et de nombreux mécanismes pour l’activité bactéricide de l’argent ont été proposés et certaines interactions des virus avec l’argent seraient similaires à celles des bactéries. Cependant, contrairement aux bactéries, les virus ne possèdent pas l’activité métabolique et reposent sur des processus cellulaires hôtes, il est donc suggéré que le mécanisme d’inactivation est celui qui ne nécessite pas de processus métabolique, par exemple l’immobilisation du virus sur une surface, le blocage ou la destruction des récepteurs des cellules hôtes.

Des polymères et revêtements synthétiques prometteurs

De nombreux polymères et composés issus de polymères affichent des qualités biocides vis-à-vis des micro-organismes, notamment des bactéries. Cependant, des recherches doivent encore être approfondies dans le domaine spécifique des virus et coronavirus. Parmi les polymères étudiés pour leurs propriétés biocides, voici ceux qui présentent un potentiel pour s’attaquer aux virus :

Matériaux composites : cas du graphène

Le graphène est un matériau très étudié en raison d’applications variées et très prometteuses dans de nombreux domaines industriels. Il a été démontré que l’oxyde de graphène (GO) agit comme un agent antiviral, supprimant l’infection de plusieurs virus différents, notamment la pseudorage, le virus du rabougrissement de la tomate, le virus respiratoire syncytial et le HSV. La structure des flocons, avec leurs rapports surface/volume élevés et leurs arêtes vives, s’est avérée destructive pour les virus et leur charge négative inhérente a été attribuée aux propriétés virucides observées. Dans certains cas, l’oxyde de graphène a été utilisé avec d’autres matériaux antiviraux connus tels que des nanoparticules d’argent ou des nanoparticules magnétiques sulfonées pour obtenir une activité antivirale accrue.

Applications : contexte des matériaux utilisés en milieu hospitalier

Les applications imposent les différentes propriétés des matériaux. Par exemple, dans la production et la vente au détail de produits alimentaires, les matériaux antiviraux ne peuvent pas être toxiques…

En milieu hospitalier, quatre classes de surfaces sont à considérer, et chacune dispose de matériaux propres à des utilisations spécifiques :

les surfaces dures telles que les écrans tactiles, les poignées de porte, les robinets, les roues de fauteuils roulants, etc.
les grandes surfaces et les infrastructures telles que les murs, les sols, les tables, les armoires, les portes et fenêtres, etc.
les surfaces souples, notamment les textiles, les matelas et l’intérieur des ambulances
les EPI (Equipements de Protection Individuelle), notamment les masques, les gants, les visières et les blouses

Ainsi, les matériaux aptes à s’attaquer aux virus sont les suivants :