Le Biomimétisme
L'ÉPIDERME EXTRAORDINAIRE DU REQUIN
Dans la culture populaire, le requin est un être dangereux, un animal marin dévoreur d'hommes, comme le dépeint Steven Spielberg dans Les Dents de la mer. Pourtant, cet animal pourrait bien sauver de nombreuses vies dans les années à venir. En effet, il possède un épiderme dont la structure empêche le développement de micro-organismes. Si l'on utilisait une structure similaire pour recouvrir le matériel hôspitalier, on pourrait réduire le risque d'infections post-opératoires, responsables de nombreux cas de morts hôspitalières.
I- Les origines de cette découverte:
La célèbre affiche du film "Jaws"
En 2002, le Dr. Anthony Brennan, un professeur en sciences des matériaux, cherche à mettre au point un revêtement de coque de bateaux permettant d'empêcher le développement des algues sur celles-ci. C'est en effet un problème dans le domaine marin: les organismes se développant à la surface des véhicules marins sont difficiles à éliminer et en venir à bout nécessite de nombreux produits toxiques.
Requin gris de récif
Il se rend à Pearl Harbor, dans le pacifique, pour y réaliser des recherches.
Durant cette expédition, il observe que tous les animaux aquatiques ont le même problèmes: phoques, baleines,... Tous, sauf le requin. Il émet alors l'hypothèse que la structure de sa peau doit empêcher ou fortement ralentir le développement des micro-organismes.
De retour aux États-Unis, il entame une longue série de recherches en laboratoire.
II- Les origines de ces propriétés surprenantes:
Ses observations le poussent à étudier l'épiderme du requin au microscope électronique à balayage, une technologie de pointe indispensable car les écailles du requin sont microscopiques (60 micromètres).
Il découvre alors que la peau de l'animal est constituée de minuscules denticules disposées selon un modèle de diamant avec de petites rainures. Cette structure respecte un schéma précis, la rendant rugueuse et lui permettant d'être constamment en mouvement: en effet, toutes les denticules sont bien serrées mais n'empêche pas le requin de se courber. Ce motif est à l'origine de l'incapacité des algues à se développer sur l'épiderme.
Épiderme de requin vu au microscope électronique à balayage
(grossissement x400)
En effet, comme la plupart des organismes vivants, les micro-organismes cherchent la voie la moins coûteuse en énergie pour se développer. Les scientifiques en ont conclut que la colonisation de cette structure nécessite une énergie trop importante pour les micro-organismes, ce qui les contraint à s'installer ailleurs, ou à simplement mourir.
III- L'utilisation de ces propriétés par l'Homme:
Le Dr. Brennan et les scientifiques de la société Sharklet Technologies, Inc. ont alors eu l'idée d'adapter cette structure à l'échelle bactérienne. Ils espèrent ainsi reproduire les mêmes effets sur les organismes bactériens.
La société utilise un film plastique, sur lequel elle « grave » une structure similaire à celle trouvé sur la peau de requin. Le motif mesure 2 micromètres de haut et 3 micromètres de large.
Denticules composant la peau du requin (à gauche) et surface "Sharklet" (à droite) observés au microscope électronique à balayage
Les chercheurs cultivent différentes variétés de bactéries sur 2 surfaces distinctes : un film plastique « classique » et une surface plastique dites « Sharklet ». Le résultat est sans appel : 85% des bactéries ne peuvent s’y développer et les 15% restants montrent de grandes difficultés de colonisation.
Aujourd'hui, cette surface «Sharklet » est encore peu répandue, mais aux vues des résultats spectaculaires qu’elle propose, on la trouvera sans nuls doutes dans tous nos hôpitaux d’ici 10 ans.
IV- Conclusion:
Au terme de mes recherches, je suis maintenant en mesure de répondre à la problématique:
« En quoi la Nature est-elle un modèle pour l'innovation technologique dans les domaines de la Santé et de la Sécurité ? »
Tout comme Léonard de Vinci avant eux, les chercheurs de la société Sharklet Technologies, Inc. ont observé la Nature, l'ont compris, puis ont agit afin d'en tirer le meilleur. En étudiant l'épiderme de requin, ils ont mis au point une surface anti-bactérienne qui ne nécessite pas de produits et qui offrent donc de bonnes perspectives pour le milieu hôspitalier.
Je peux désormais affirmer que notre environnement est une source d'inspiration à l'origine d'innovations technologiques dans le domaine de la Santé, ici dans le domaine hôspitalier.