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RÉSUMÉ
La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.
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Jasmina VIDIC : Ingénieur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA), Laboratoire virologie et immunologies moléculaires, Jouy-en-Josas. Elle est responsable du plateau biophysiques et interlocuteur privilégié de son équipe pour le réseau C'Nano-Île-de-France [email protected]
INTRODUCTION
La résistance bactérienne aux antibiotiques représente un problème de santé public majeur. Les nanoparticules d'argent, d'oxydes métalliques et les nanocarbones pourraient constituer une alternative aux antibiotiques. L'effet antimicrobien des nanoparticules est inversement proportionnel à leur taille. En effet, à l'échelle nanométrique les nanoparticules possèdent une efficacité améliorées par rapport aux mêmes matériaux de plus forte taille. L'application médicale des nanoparticules est possible pour certaines qui sont cytotoxiques contre les microbes mais pas contre les cellules de mammifères.
Resistance to antibiotics in bacteria represents a worldwide public health problem. Silver nanoparticles, metal oxides or nanocarbones can be an alternative to antibiotics. The antimicrobial efficacy of the nanoparticles is inversely correlated with their size. At nanoscale particles have improved specificity and efficiency compared to the same materials of greater size. The medical application of nanoparticles is possible because some nanoparticles are cytotoxic against bacteria but not against mammalian cells.
activité antimicrobienne, oxydes métalliques, nanoparticule d'argent, nanotubes, mécanismes d'action, nanoparticules de dioxyde de titane, toxicité environnementale.
antimicrobial activity, metal oxides, silver nanoparticles, nanotubes, mechanism of action, titanium dioxide nanoparticles, environmental toxicity.
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Effets des nanoparticules sur les micro-organismes
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2. Caractéristiques et applications des nanoparticules
Les nanoparticules ont des tailles à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire à l'échelle de particules atomiques. La fabrication de nouveaux matériaux de taille nanométrique peut conférer des propriétés nouvelles comparées aux mêmes matériaux, de même composition mais de plus forte taille. L'exemple type est illustré avec le carbone à forme graphite comparé aux nanotubes (figure 1).
Le graphite, tel qu'on le connaît dans les mines de crayons à papier, est un matériau mou, conducteur de courant et de chaleur, et il est opaque à la lumière visible. Parallèlement, les nanotubes de carbone présentent une excellente rigidité car ce matériau est cent fois plus solide que l'acier. Certains nanotubes sont même plus durs que le diamant. De plus, les nanotubes sont extrêmement légers, ils pèsent six fois moins lourd que l'acier, et ils ont une surface spécifique très élevée (1 315 m2/g). Les nanotubes conduisent la chaleur mieux que le diamant. Un deuxième exemple concerne des particules d'or. Les particules d'or d'une taille de quelques nanomètres sont de couleur rouge et montrent une activité de catalyseur comme pour les réactions de l'oxydation du monoxyde de carbone ou la synthèse du méthanol. L'or classique est, par contre, jaune et inerte. Le troisième exemple concerne les nanocristaux d'oxydes métalliques qui entrent dans la synthèse et l'élaboration des matériaux fonctionnels (figure 2). Ils peuvent être utilisés comme briques de base pour la croissance de structures hiérarchisées. D'autre part, certains oxydes métalliques, quand ils sont de tailles nanométriques, présentent un risque pour la santé non rencontré chez le même matériau de plus grande taille. Par exemple, l'oxyde de magnésium n'est pas considéré comme dangereux pour la santé. Il est en effet utilisé par les gymnastes et les haltérophiles. En contrepartie, dans sa forme nanométrique, à forte concentration, l'oxyde de magnésium peut provoquer la mort cellulaire ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LAI (J.C.), LAI (M.B.), JANDHYAM (S.), DUKHANDE (V.V.), BHUSHAN (A.), DANIELS (C.K.), LEUNG (S.W.) - Exposure to titanium dioxide and other metallic oxide nanoparticules induces cytotoxicity on human neural cells and fibroplasts. - Int. J. Nanomed., 3(4), p. 533-545 (2008).
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(2) - GOTTESMAN (R.), SHUKLA (S.), PERKAS (N.), SOLOVYOV (L.A.), NITZAN (Y.), GEDANKEN (A.) - Sonochemical Coating of Paper by Microbiocidal Silver Nanoparticles. - Langmuir, 27(2), p. 720-726 (2011).
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(3) - SINGH (M.), SINGH (S.), PRASAD (S.), GAMBHIR (I.S.) - Nanotechnology in Medecine and Antibacterial Effect of Silver Nanoparticles. - Digest J. Nanomat. Biostruct., 3(3), p. 115-122 (2008).
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(4) - SHRIVASTAVA (S.), BERA (T.), ROY (A.), SINGH (G.), RAMACHANDRARAO (P.), DASH (D.) - Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles. - Nanotechnology, 18, 225103, 9 p. (2007).
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(5) - SHAHVERDI (A.R.), FAKHIMI (A.), SHAHVERDI (H.R.), MINAIAN (S.) - Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. - Nanomed :...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
L'Union européenne a créé en 2002 le 6e programme-cadre structurant appelé Nano2Life http://www.nano2life.org
Parmi les réseaux nationaux on peut mentionner « C'NANO Île-de-France » http://www.cnanoidf.org/
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