Un éternuement peut transmettre des virus. © flairimages, Fotolia

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Un plasma froid détruit 99,9 % des virus dans l'air

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Des chercheurs de l'université du Michigan montrent que des virus présents dans l'atmosphère peuvent être inactivés grâce à un plasma froid. Ce procédé qui utilise des molécules ionisées pourrait servir à stériliser l'air.

Les virus se transmettent par différentes voies et en particulier par voie aérienne. Les systèmes de ventilation peuvent aussi propager des virus dans l'air. Il existe alors peu de moyens de s'en protéger, à part en mettant un masque. Dans un article paru dans Journal of Physics D : Applied Physics, des chercheurs de l'université de Michigan proposent une autre technique, avec un plasma froid.

Ce procédé utilise des particules ionisées qui se forment autour de décharges électriques (étincelles). Les chercheurs ont testé l'efficacité de ces plasmas non-thermiques sur un virus inoffensif, le phage MS2. D'après le communiqué de l’université, les scientifiques ont envoyé les virus dans un réacteur dans lequel se trouvaient des billes de verre au borosilicate.

Des applications pour stériliser l’air

Les chercheurs ont fait passer les virus dans les espaces entre les billes. Herek Clack, un des auteurs, explique que « dans ces espaces vides, vous créez des étincelles. » En traversant cet espace, « les agents pathogènes dans le flux d'air sont oxydés par des atomes instables appelés radicaux. Ce qui reste est un virus qui a une capacité réduite à infecter les cellules. » Ce plasma froid pouvait inactiver ou tuer 99,9 % des particules virales !

Combiner une filtration de l'air avec une inactivation des virus par cette méthode pourrait améliorer les techniques de désinfection. D'après le communiqué de l'université, l'irradiation par les UV ne peut pas stériliser aussi rapidement que le plasma non-thermique. Les chercheurs ont commencé à tester leur innovation dans l'air ventilé d'une ferme. En effet, au-delà des applications en médecine humaine, ce procédé pourrait s'appliquer aux élevages vulnérables aux virus, comme par exemple dans le cas de la grippe aviaire.

Pour en savoir plus

Le plasma froid, une solution d'avenir en hygiène hospitalière ?

Article CORDIS Nouvelles paru le 16 février 2007

Des chercheurs travaillant pour le compte de BIODECON, un projet financé par l'UE, développent actuellement une nouvelle méthode faisant appel aux décharges de plasma froid pour stériliser les instruments médicaux. Contrairement aux technologies existantes, la décharge de plasma pourrait selon eux détruire les bactéries, virus et prions sans endommager les instruments eux-mêmes. Ce projet est financé au titre de la section «Technologies nouvelles et émergentes» (NEST) du sixième programme-cadre (6e PC).

À l'hôpital, les procédures chirurgicales exigent l'emploi d'instruments et de fournitures stériles. Si les fournitures telles que gants, lames chirurgicales et matériel de suture sont disponibles sous emballage stérile dans le commerce, nombre d'instruments doivent en revanche être stérilisés sur place.

Les méthodes employées à ce jour pour décontaminer les surfaces de l'attirail médical faisaient appel à des produits chimiques hautement toxiques et aux hautes températures. Elles présentent cependant de sérieux inconvénients, selon le professeur Achim von Keudell, coordinateur du projet BIODECON.

Pour se débarrasser d'un agent pathogène en utilisant des produits chimiques hautement toxiques, on lave les instruments dans le mélange chimique durant environ une minute. Les instruments sont ensuite rincés dans de l'eau distillée pendant environ une heure pour éliminer les traces des produits toxiques. « Il s'agit d'un traitement très long, qui consomme non seulement beaucoup d'énergie, mais qui produit également quantité de déchets, puisqu'il faut ensuite éliminer les produits chimiques », a déclaré le professeur von Keudell à CORDIS Nouvelles.

Dans les procédures faisant intervenir de hautes températures, il peut arriver que les instruments ou équipements médicaux soient endommagés. « Les polymères comme ceux que l'on trouve dans les implants ne peuvent être exposés à une chaleur importante ni à des produits chimiques toxiques et agressifs, car le plastique se dissoudrait », a expliqué le professeur von Keudell.

Faute de pouvoir résister à ces procédures de stérilisation, certains dispositifs ne peuvent être utilisés qu'une seule fois. Des instruments onéreux tels que le cathéter, un tube polymère pouvant être inséré dans une cavité du corps ou un vaisseau, sont donc jetés après un usage unique.

Un autre problème tient à la validation des méthodes de stérilisation. À ce jour, ces méthodes doivent seulement démontrer leur aptitude à tuer les endospores ou les bactéries. Mais l'équipement médical peut également porter des traces de virus ou de biomolécules comme les prions, responsables de la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Ils peuvent être fatals aux patients. « L'argument standard veut que si une méthode de stérilisation est capable d'inactiver des bactéries, elle pourra faire de même avec les prions ou les virus », a expliqué le professeur von Keudell. « Mais nous savons qu'il n'en est rien. Si on stérilise un scalpel portant des traces de prions, on constate après coup qu'il demeure infecté. »

La bactérie E.coli

Les méthodes utilisant la décharge de plasma froid actuellement mises au point par le consortium oeuvrant dans le cadre du projet BIODECON ciblent les trois types de contaminants. Une décharge de plasma est un gaz contenant des particules fortement excitées et ionisées, obtenue lorsqu'un courant électrique allume le gaz. Les particules excitées dans le plasma réagissent avec les biomolécules et les détruisent, rendant inoffensifs les micro-organismes pathogènes et les toxines.

Les chercheurs explorent les possibilités offertes par le plasma à toute une série de basses et hautes pressions, en utilisant divers gaz sources, dont l'oxygène, le fluor, l'hydrogène, l'azote et l'argon.

Selon le professeur von Keudell, les procédures faisant appel au plasma peuvent inactiver les bactéries et les biomolécules bien plus rapidement que les méthodes traditionnelles. « Le processus de stérilisation plasmatique comporte typiquement deux phases. En l'espace de quelques secondes, les bactéries situées en surface sont tuées par la lumière ultraviolette intense. Ensuite, il faut quelques minutes au plasma pour atteindre les couches bactériennes inférieures sur l'échantillon », a-t-il expliqué.

Autre aspect inédit de cette nouvelle méthode, il n'y a pas besoin de chauffer la surface d'un instrument pour que le plasma fasse effet. On peut donc décontaminer l'équipement médical sans l'endommager.

Certains obstacles devront toutefois être surmontés avant que les procédures faisant appel au plasma soient utilisables, déclare le professeur von Keudell. « Si l'on doit éliminer une grande quantité de bactéries, disons dans une couche épaisse, le processus plasma va demander beaucoup plus de temps et consommer davantage d'énergie et de produits chimiques, et sera donc plus onéreux », a-t-il expliqué. « On pourrait alors songer à un processus en deux temps combinant une méthode de stérilisation traditionnelle à une méthode plasmatique ». Les procédures devront également être adaptées pour s'attaquer aux bactéries et aux biomolécules lorsque celles-ci sont enveloppées dans une matrice comme du sang, de la graisse ou des tissus vivants.

Enfin, les technologies au plasma devraient également être adaptées pour pouvoir traiter du matériel médical tel que les tubes. « Il serait facile d'utiliser le plasma pour stériliser depuis l'extérieur quelque chose contenu à l'intérieur d'un volume restreint, comme un tube; mais rentrer à l'intérieur est une autre paire de manches. Les méthodes utilisant des produits chimiques sont donc l'option préférée, car il n'est pas difficile de guider un liquide à travers un tube », déclare le professeur von Keudell.

Malgré ces obstacles, le professeur estime qu'il y a une « chance raisonnable » que la méthode plasma en cours de mise au point soit validée. Quant à la commercialisation d'un stérilisateur plasmatique, le professeur von Keudell a expliqué que le consortium allait d'abord devoir trouver des partenaires industriels désireux d'investir dans le développement d'un prototype. Lors de sa réunion de mi-étape qui se tiendra en juin, le consortium rencontrera des consultants industriels, qui se prononceront sur le potentiel commercial de ces recherches.

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