Surfaces autonettoyantes pour ventilateurs médicaux
La pneumonie associée à la ventilation est une infection nosocomiale fréquente et grave, souvent causée par la colonisation bactérienne et la formation de biofilms sur les tubes d’intubation. Malgré l’émergence de nouveaux traitements, des défis subsistent pour garantir sécurité, efficacité et déploiement à grande échelle. Inspiré par la nature, le biomimétisme offre une voie durable pour concevoir des surfaces autonettoyantes qui empêchent activement la croissance bactérienne.
Fabricant de dispositifs médicaux et technologies, d’équipements scientifiques et de mobilier de laboratoire
Réduire la formation de biofilm dans les systèmes de tuyauterie sans contamination chimique.
- Durée de vie de 3 ans
- Réduction élevée du biofilm (~90 %)
- Exposition à des fluides à des débits variables
- Compatibilité avec le matériel médical
Pourquoi les ventilateurs favorisent-ils l'encrassement biologique ?
Les ventilateurs médicaux créent un environnement chaud, humide et riche en nutriments, idéal pour la croissance microbienne. Malgré les efforts de stérilisation, plusieurs facteurs structurels et biologiques favorisent l’encrassement microbien :
- Les surfaces lisses des tuyaux favorisent l'adhérence rapide des bactéries au contact des fluides.
- L'usure de la surface au fil du temps réduit les propriétés antiadhésives.
- Les bactéries s'adaptent et produisent des biofilms qui renforcent leur fixation.
- Les nutriments, la chaleur et les zones stagnantes créent des conditions idéales pour la colonisation.
L'analyse basée sur l'IA a permis d'identifier les causes racines de ces problèmes.
Mécanismes inspirés de la nature pour relever les défis liés au bio-fouling
Les stratégies biomimétiques explorées dans le cadre de ce projet s'inspirent des adaptations naturelles qui limitent l'adhérence microbienne. En voici quelques exemples :
- Structures topographiques : feuilles de lotus, denticules de requin, ailes de libellule, carapace de crabe, plumes de canard
- Revêtements antisalissures chimiques : Chlorella, Ircinia oros, protéines de moules
- Revêtement hydrophobe : plumes de canard, écorce
- Auto-assemblage d'une couche protectrice : biominéralisation
Ensemble, ces approches inspirent la création de surfaces antisalissures robustes et durables à usage industriel et médical.
Asteria vous aide ensuite à générer des idées de concepts concrets bio-inspirés en tirant parti à la fois des différents mécanismes biologiques sélectionnés et de la modélisation du contexte du projet.
Brainstorming par Asteria
Matériaux
Revêtement biocompatible initial + dépôts minéraux (ex. carbonate de calcium)
Processus de fabrication
Application ciblée d'un revêtement suivie d'une induction minérale bactérienne in situ
Application research for marine infrastructures : the biomineralization treatment effectively inhibited corrosion because the biomineralized film decreased the total and relative abundance of sulfate-reducing bacteria (SRB) and acted as a protective layer to control the diffusion of sulfate and isolate the concrete from the corrosive SRB communities, which helps extend the lifespan of concrete structures. Moreover, this technique had no negative impact on the native marine microbial communities. Our study contributes to the potential application of biomineralization for corrosion inhibition to achieve long-term sustainability for major marine concrete structures (
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Matériaux
Surfaces métalliques ou polymères avec micro-crêtes et nanopiliers
Processus de fabrication
Gravure au laser, dépôt chimique en phase vapeur ou électrodéposition sélective
Technologies de surface adaptatives
AST développe des revêtements SLIPS® qui repoussent les liquides, la glace et les salissures biologiques. Notre technologie antiadhésive et écologique est utilisée dans les secteurs médical, maritime et industriel, où elle offre une durabilité et des performances élevées.
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Fusion bionique
Les effets naturels des surfaces, tels que l'autonettoyage, l'antigivrage et la réduction de la traînée, sont reproduits sur des matériaux techniques à l'aide de techniques laser précises.
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Matériaux
Micro/nano-structure combinée à des matériaux de surface à faible consommation d'énergie
Processus de fabrication
Pulvérisation, revêtement par immersion ou dépôt chimique en phase vapeur
StoColor® Lotusan®
StoColor Lotusan imite la microstructure des feuilles de lotus pour repousser l'eau et la saleté. Sa surface hautement hydrophobe minimise les contacts, offrant ainsi un effet autonettoyant durable inspiré de la nature.
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Un revêtement nano-texturé inspiré du lotus a été développé pour repousser la poussière dans les environnements spatiaux. Ses propriétés superhydrophobes empêchent les particules, les liquides et la glace d'adhérer aux surfaces (sur Terre et au-delà).
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Matériaux
Polymères (PC, PET, PU, PLA) ou métaux (titane, acier inoxydable) selon l'application
Processus de fabrication
Lithographie par nano-impression ou gravure au laser d'une microstructure semblable au diamant
Technologies Sharklet
Sharklet est une surface micro-structurée inspirée de la peau de requin, conçue pour inhiber la croissance bactérienne grâce à sa structure seule. Son motif en losange empêche l’adhérence bactérienne et la formation de biofilm sans recours à des produits chimiques ou additifs. Le design imite les denticules dermiques, qui permettent aux requins de résister à l’encrassement par des organismes comme les algues et les balanes dans les milieux marins.
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Conçu pour l’innovation R&D, le design et la durabilité.
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