La grande nouveauté du programme Biocoat est cependant l’utilisation de biomolécules comme antibactérien. Cécile Van de Weerdt : « Notre peau intervient dans notre système immunitaire ; elle est pourvue de défenses. Celles des batraciens, qui vivent dans des milieux en général putrides, encore bien davantage que la nôtre. Leur défense est assurée par des molécules très ancestrales contre lesquelles il n’y a pas de résistance connue. Ce sont de petits peptides souvent à charge positive puisque la paroi des bactéries est chargée négativement. Ils interviennent par des attaques sauvages contre la paroi des bactéries ; ce sont des agressions qui ne sont pas ciblées alors que nos antibiotiques, eux, s’attaquent de manière bien plus ciblée au mécanisme de construction de la paroi en tentant de bloquer ce mécanisme. Il suffit que l’enzyme qui reconnait l’antibiotique change un peu pour que la bactérie contourne le problème et s’adapte à son agresseur. Ce n’est pas possible avec les peptides des batraciens. Ces molécules ont encore un autre avantage. Si, à petites doses, ces antimicrobiens sont actifs contre les membranes des bactéries, à plus grosses doses, ils sont actifs contre les membranes de cellules comme les cellules humaines et plus spécifiquement les cellules cancéreuses. Les peptides antimicrobiens intéressent donc beaucoup les chercheurs. De nouveaux peptides font leur entrée tous les jours dans les bases de données internationales. »

Nanoparticules d’argent

Cependant, avant de développer un revêtement bio-inspiré, ce qui est la grande nouveauté du projet Biocoat, il fallait maîtriser l’ensemble des techniques, ce qui était plus simple à réaliser avec un antibactérien plus classique, mieux connu mais non biologique celui-ci : des nanoparticules d’argent. « Une des grandes fonctionnalités visées par notre projet, explique Christophe Detrembleur, vise à donner à l’acier industriel des propriétés antibactériennes permanentes à large spectre. De nombreuses méthodes permettent de conférer ce genre de propriétés à des surfaces mais peu s’avèrent être transposables à l’échelle industrielle car trop compliquées et/ou elles utilisent des composés onéreux ou encore de grosses quantités de solvants organiques toxiques. Développer un nouveau concept de revêtement fonctionnel nous semblait ici important. Concrètement, le défit lancé était de développer une solution aqueuse d’un polymère multifonctionnel qui combine adhésion bio-inspirée et propriétés antibactériennes à large spectre. Afin de diminuer les coûts du procédé, nous envisagions de déposer le revêtement sous forme de couches minces (quelques dizaines de nanomètres) hautement actives et ce, en un minimum d’étapes. En 2009, nous avons publié une telle approche bio-inspirée hautement efficace (J. Mater. Chem. 2009, 19, 4117-4125). »

Recherche terminée donc ? Pas du tout. D’abord parce que la méthode mise au point  nécessitait encore des dépôts successifs des principes actifs. Ce qui ne pouvait évidemment convenir aux industriels. « Nous voulions donc le simplifier, explique Christophe Detrembleur, en utilisant les mêmes produits de base mais en changeant la façon de les déposer. Nous avons pré-assemblé de manière judicieuse les principes actifs (polymères hydrosolubles bio-inspirés pour l’adhésion et nanoparticules d’argent antibactériennes) dans l’eau afin de disposer d’une solution « prête à l’emploi », donc prête à être appliquée sur le substrat par simple trempage ou par spray. Le système s’avère très performant et beaucoup plus rapide que le précédent. » Cette recherche a été publiée récemment (Langmuir 2012, 28, 7233-7241).

Recherche à poursuivre aussi car la substance antibactérienne n’était pas organique et ne présentait aucune caractéristique de durabilité : l’argent est cher, polluant et la forme nano inspire à tout le moins des interrogations si ce n’est des craintes. Sans oublier l’essentiel : les propriétés antibactériennes de tels assemblages ne sont pas permanentes. Les nanoparticules d’argent migrent en effet hors du film qui recouvre l’acier pour aller tuer les bactéries. Dès que toutes les nanoparticules sont hors du film, il n’y a plus de propriété antibactérienne. L’étape suivante de la recherche consistait donc à utiliser des peptides antibactériens qui ne seraient pas rejetés par le revêtement afin que l’activité soit préservée. « Greffer des peptides n’a pas été simple, se souvient Christophe Detrembleur. Ce sont des molécules sensibles, il ne faut pas les chauffer, ni utiliser n’importe quel solvant. Le but était de travailler à température ambiante dans l’eau. » Mais là aussi, mission accomplie (J. Mater. Chem. 2011, 21, 7901-7904).