Photopolymerization from bioresources for antibacterial applications

Photopolymérisation à partir de bioressources pour des applications antibactériennes La photopolymérisation répond à de nombreux critères de la chimie verte : elle permet d’obtenir des réactions rapides en l’absence de solvant, tout en consommant très peu d’énergie. Cependant, les formulations photopolymérisables actuelles possèdent certaines faiblesses : Utilisation des UV, produits pétro-sourcés et relargage non contrôlé des composants posent des problèmes à la fois pour l’environnement et pour la sécurité des utilisateurs. Ces aspects sont problématiques dans le domaine biomédical, où la photopolymérisation a trouvé de nombreuses applications, notamment grâce à l’impression 3D de prothèses pour la dentisterie ou l’ingénierie tissulaire. Par ailleurs, le domaine médical fait actuellement face à un défi de taille : la prolifération des bactéries à la surface des biomatériaux et des infrastructures hospitalières entraîne des infections dites « nosocomiales », qui sont responsables de nombreux décès chaque année dans le monde. Le phénomène a été aggravé ces dernières années par l’apparition de souches de bactéries multirésistantes aux antibiotiques. Ainsi, le développement de nouveaux matériaux capables d’empêcher la prolifération de bactéries à leurs surfaces constitue une priorité majeure.Mon projet de thèse vise à développer des formulations photopolymérisables innovantes conciliants problématiques environnemental et médical. Peu coûteuses et disponibles en grande quantité, des bioressources peuvent être valorisées en tant que monomères, mais également en tant que photoamorceurs : des colorants naturels peuvent servir à amorcer la polymérisation sous lumière visible, moins énergivore et plus sûre que les UV. Par ailleurs, certains composés naturels possèdent des propriétés antibactériennes intrinsèques. Des dérivés d’huiles essentielles, tels que des composés phénoliques ou des terpènes, peuvent induire la dislocation des bactéries par contact. La copolymérisation de ces composés dans un matériau permet de lui conférer des propriétés antibactériennes. Aussi, les colorants utilisés pour l’amorçage, une fois piégés dans le matériau, peuvent apporter des propriétés antibactériennes photo-induites : sous irradiation, ceux-ci réagissent avec l’oxygène ambiant pour générer des espèces réactives de l’oxygène, qui sont des biocides. Ainsi, l’utilisation de ressources naturelles a de multiples avantages pour la conception de matériaux antibactériens par photopolymérisation. Plusieurs formulations photopolymérisables ont été développées à partir de colorants naturels (β-carotene, dérivés de chlorophylle, hydroxyanthraquinones) et de monomères biosourcés (huiles végétales, terpenes, composés phenoliques), avec le souci de conférer des propriétés antibactériennes aux matériaux.