Une approche de chimie verte pour l’industrie des dispositifs médicaux
L’accroissement des interventions chirurgicales laparoscopiques et robotiques et d’autres procédures peu invasives a entraîné une hausse mondiale de la demande de dispositifs médicaux à usage unique. Ces dispositifs et une grande partie des emballages médicaux ne sont actuellement ni durables ni biodégradables. Le projet GREEN-MAP, financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a rassemblé une cohorte d’universités de recherche et d’entreprises de fabrication de plastique afin de constituer un portefeuille d’alternatives vertes viables pour les emballages médicaux et les dispositifs jetables.
Une bibliothèque de polymères biosourcés
Les plastiques que contiennent les emballages et les dispositifs médicaux doivent répondre à un large éventail de critères. Selon leur application, les produits doivent disposer d’une coque dure et rigide ou de qualités souples, semblables à celles du papier. En outre, pour répondre aux exigences sanitaires, les matériaux dont ils sont constitués doivent également disposer de barrières appropriées, même s’ils sont conçus pour se biodégrader. GREEN-MAP a conçu des matériaux qui répondent à ces critères. Miroslawa El Fray, coordinatrice du projet, explique: «Nous savions, qu’à partir de la large gamme de copolymères, il était possible de sélectionner des matériaux adaptés à tous les aspects de l’emballage des dispositifs médicaux, tels que les coques rigides, les films et les revêtements en papier, dotés des propriétés mécaniques et des barrières appropriées». Le consortium GREEN-MAP a exploré diverses matières premières renouvelables telles que l’amidon, la cellulose et les huiles végétales pour créer des alternatives vertes aux plastiques médicaux actuels. Outre la recherche de potentiels monomères biosourcés, les éléments constitutifs des polymères biodégradables(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet a eu recours à des approches de chimie verte basées sur des enzymes et d’autres catalyseurs à faible impact pour synthétiser les polymères. La collection de polymères prometteurs qui en a résulté a constitué un accomplissement majeur. Miroslawa El Fray confie: «Le développement d’une bibliothèque de monomères biosourcés et issus d’huiles végétales pour la synthèse de polymères verts destinés à l’industrie de l’emballage et des dispositifs médicaux jetables a sans conteste été le résultat le plus prometteur du projet». D’autres innovations ont encore amélioré les polymères biosourcés du projet. Les chercheurs ont traité les matériaux à l’aide de diverses techniques, des méthodes conventionnelles à l’impression 3D en passant par l’électrofilage. Ils ont également fait appel à des additifs bioactifs pour renforcer les propriétés antibactériennes des polymères.
Une collaboration entre les universités et l’industrie
La nature intersectorielle du projet a réuni quatre universités européennes, une université américaine et quatre entreprises européennes afin de co-créer des polymères biosourcés adaptés aux applications médicales. 65 participants, dont de nombreux chercheurs en début de carrière, ont ainsi pu bénéficier de cette synergie. Malgré l’impact de la COVID 19, qui a limité les détachements, les chercheurs ont pu acquérir une expérience internationale et découvrir des espaces de travail industriels, améliorant ainsi leur employabilité. Les participants ont en outre enrichi leurs compétences grâce à des stages de formation locaux, notamment des séminaires et des formations sur l’évaluation du cycle de vie. Miroslawa El Fray ajoute: «Le projet a contribué à l’acquisition de connaissances concernant la prise de décision pour les approches expérimentales, le financement de la recherche, le mentorat, la gestion de projet et l’esprit d’entreprise. Il a permis d’accéder à de nouvelles installations de recherche, de renforcer les réseaux scientifiques mondiaux et de développer des collaborations et de nouvelles idées de recherche pour de futurs projets». Les entreprises sont également prêtes à se lancer. Le partenaire du projet KB Folie Polska(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), un fabricant d’emballages souples, entend utiliser des polymères conçus par GREEN-MAP pour produire des emballages pour dispositifs médicaux. Les derniers résultats des études de biodégradabilité révèlent que des polymères prometteurs contenant des monomères d’huile végétale ont perdu 70 % de leur masse après 3 mois de décomposition. Grâce aux analyses du cycle de vie et à d’autres études qui valident ces solutions vertes, les hôpitaux sont prêts à entrer dans l’économie circulaire.
