Conception du pansement antibactérien

2.2.1.1 Fonctionnalisation du PET avec le CHT ou la CD

La première étape de fonctionnalisation du textile PET a pour but de lui conférer un caractère anionique via les fonctions carboxylates afin d’une part, de le charger en ions argent et d’autre part de permettre l’auto-assemblage du système PEM qui servira de couche réduisant la diffusion de l’Ag et encapsulant l’ibuprofène. La fonctionnalisation du PET a été réalisée par la technique du foulardage/exprimage/thermo-fixation ou « pad-dry-cure ». Cette méthode a été brevetée par l'équipe d’Ingénierie des Systèmes Polymères (ISP) de l'Unité Matériaux et Transformation (UMET) de l’Université de Lille (139,220,221) et décrit dans de nombreux travaux du laboratoire (117,142,145,205,222).

Brièvement, une solution aqueuse de CTR (10%m/v) avec de l’hypophosphite de sodium (NaH2PO4, 3% m/v) a été préparée. Le CHT (2.5%m/v) ou la βCD (10%_{m/v) ont été dissous dans cette} solution fraichement préparée. Les textiles (25 cm x 25 cm) ont été imprégnés dans la solution de CHT-CTR ou de CD-CTR puis exprimés par passage entre les rouleaux du foulard (ROACHES, Birstall, England) (8 passages, 1 m/min, 2 bars). Les textiles ont ensuite été séchés à 90°C pendant 15 minutes puis ont subi un traitement thermique dans un four ventilé (Minithermo, ROACHES, Birstall, England) à 140°C pendant 15 minutes et 30 minutes dans le cas du CHT ou de la βCD respectivement. Ce traitement thermique permet la réaction de réticulation du CHT ou la βCD avec le CTR, ce qui conduit à l’enrobage des fibres du PET.

Figure 49. Technique dite du « Pad-dry-cure » pour la formation de la première couche anionique.

Finalement, les textiles fonctionnalisés avec le CHT ont été lavés dans une solution d’acide acétique 1% v/v et deux fois dans l’eau ultrapure pendant 20 minutes sous ultrasons. Les textiles fonctionnalisés avec la CD ont été lavés 3 fois dans l'eau ultrapure sous ultrasons pendant 20 min (Figure 49). Les textiles ont finalement été séchés à 90° pendant 15 minutes et pesés afin de

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𝐺𝑀, % =(𝑚𝑓− 𝑚𝑖) 𝑚𝑖

× 100

Où mi et mf correspondent à la masse du PET avant et après la fonctionnalisation respectivement. L’étape de fonctionnalisation correspond à la première couche (#1) déposé sur le support en PET. Les textiles ont été dénommés (PET)-CHT-CTR et (PET)-CD-CTR.

2.2.1.2 Chargement du sulfate d’argent

Après l’étape de fonctionnalisation, les textiles (PET)-CHT-CTR et (PET)-CD-CTR (5 cm x 5 cm) ont été traités avec une solution de carbonate de sodium (4 g/L) pendant 15 minutes. Cette étape est nécessaire pour neutraliser les fonctions carboxyliques du CTR qui seront sur la forme carboxylate (COO-_{) pour ensuite charger le sulfate d’argent (10 g/L). Le sulfate d’argent a été} préparé à 70°C sous agitation pendant 45 minutes pour assurer une parfaite solubilisation et filtré avec un filtre 0.22 µm en polyetersulfone (Millex®_{GP, Millipore).}

Les textiles (5 cm x 5 cm) ont été imprégnés dans une solution de sulfate d’argent (10 g/L) en respectant un rapport de bain de 2,5 mL/cm2_{, pendant une nuit sous agitation (80 rpm) à 37°C et à} l'abri de la lumière. Le lendemain, les textiles ont été rincés sous ultrasons avec l’eau ultrapure pendant 1 minute, mis sous agitation (80 rpm) à 37°C pendant 4 min à trois reprises et séchés à 90°C. Les textiles sont dénommés CHT-CTR-Ag et CD-CTR-Ag. Finalement, ces textiles ont reçu un traitement thermique (TT) à 140°C pendant 105 minutes sous étuve ventilée (Memmert UFP600) pour stabiliser l’argent sur le textile. Les textiles ayant subi le traitement thermique ont été nommés

CHT-CTR-AgTT et CD-CTR-AgTT. L’étape de chargement de l’argent dans les textiles correspond

à la couche #2.

2.2.1.3 Construction du système multicouche polyelectrolyte (PEM)

Le système PEM a été construit selon la méthode du « layer-by-layer » rapporté par Décher (148,150) en utilisant la technique de « dip-coating » (Figure 50A) et précédemment décrite par notre équipe (145,205). Tous les supports : (PET)-CHT-CTR, (PET)-CD-CTR, CHT-CTR-Ag, CD-CTR- Ag, CHT-CTR-AgTT et CD-CTR-AgTT ont été imprégnés pendant 1, 5 ou 15 minutes dans une solution de CHT (0.5% m/v, PE+_{) préparée dans l’acide acétique (1% v/v), puis rincés dans l’acide} acétique (0,3% v/v) afin d’enlever le CHT non adsorbé et finalement séchés à 90°C pendant 15 minutes. Les textiles ont été ensuite imprégnés dans une solution aqueuse de PCD (0,3% m/v, PE-₎ pendant 1, 5 ou 15 minutes, puis rincés dans l’eau ultrapure et finalement séchés à 90°C pendant 15 minutes. Les couches suivantes ont été déposées selon la même méthode jusqu’à atteindre #21 couches.

En somme, la première couche (#1) et deuxième couche (#2) des assemblages correspondent à la couche thermo-fixée et au chargement des textiles par l’argent respectivement. Ensuite, le

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système PEM, à proprement dit, est l’ensemble d’un total de 21 couches (soit 10,5 bicouches). La dernière couche du système PEM étant celle du CHT.

La construction du système PEM a été suivie par gravimétrie, les textiles ont été pesés avec une balance analytique (KERN ALJ 310-4N, précision de 10-4_{) après chaque dépôt d’une bicouche} CHT/PCD. Le gain de masse est calculé de la façon suivante :

𝐺𝑀, % =(𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑢 𝑡𝑒𝑥𝑡𝑖𝑙𝑒 𝑎𝑝𝑟è𝑠 𝑖𝑚𝑝𝑟é𝑔𝑛𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 − 𝑚𝑖)

𝑚𝑖 × 100

Après la construction des 21 couches, les textiles ont reçu un traitement thermique (réticulation) à 140°C pendant 105 min sous étuve ventilée (Memmert UFP600) afin d’améliorer la stabilité du système PEM (Figure 50B) en formant des liaisons covalentes de type amide entre les

fonctions amines du CHT et les fonctions carboxyliques du PCD. Les textiles sont nommés : CHT- CTR-PEM, CD-CTR-PEM, CHT-CTR-Ag-PEM, CD-CTR-Ag-PEM, CHT-CTR-AgTT-PEM et CD- CTR-AgTT-PEM.

Figure 50. a) Procédé de construction du système PEM ; b) Formation des liaisons amides au moment du traitement thermique à 140°C pendant 105 minutes (130).

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2.2.1.4 Evaluation de la dégradation du système PEM

L'évolution de la dégradation des supports a été réalisée afin d'évaluer la stabilité du système PEM. Pour cela, les échantillons de 11 mm de diamètre (n=3) sont pesés (mi), immergés dans 10 mL de PBS pH 7,4 sous agitation (80 rpm) à 37°C. Après différents temps de dégradation, (1, 2, 3 et 7 jours) les échantillons sont rincés avec 2 mL d’eau ultrapure à deux reprises afin d’éliminer les sels absorbés sur les textiles. Les textiles sont séchés à 90°C pendant 15 minutes, pesés (md) et replacés à nouveau dans la solution de PBS qui est renouvelée en totalité. Les résultats (n=3) sont exprimés en pourcentage de la masse restante en fonction du temps selon la formule suivante :

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒, % = (𝑚𝑖 − 𝑚𝑑) 𝑚𝑖 × 100