FR2974807A1 - Polymeres a propriete antimicrobiennes par incorporation de liquides ioniques compatibles. - Google Patents

Abstract

Utilisation d'un liquide ionique pour la préparation d'un matériau polymère en vue de lui conférer des propriétés antimicrobiennes, ledit liquide ionique et ledit matériau polymère étant compatibles, ledit matériau polymère pouvant plus particulièrement être de type polychlorure de vinyle (PVC) et polyméthylméthacrylate (PMMA).

Description

La présente invention est relative à l'utilisation de liquides ioniques pour conférer des propriétés antimicrobiennes à des matériaux polymères, plus particulièrement de type polychlorure de vinyle (PVC) et polyméthylméthacrylate (PMMA). On trouve dans la littérature des articles relatifs à la préparation de polymères présentant des propriétés antimicrobiennes. A ce jour, différentes techniques sont considérées, telles que (i) la modification chimique des polymères par introduction de monomères dotés de propriétés antibactériennes, (ii) le traitement de surface de polymères ou encore (iii) l'incorporation dans la masse polymérique d'un additif bactéricide. Sur le plan industriel, on peut citer les techniques suivantes : pour le PMMA ou pour le PVC l'incorporation de Triclosan, un antiseptique (Irgaguard®) ou l'incorporation de composés libérant des ions argent (RTP company, Steritouch, Saniclad, Hycom, PVCsheet) permettent d'atteindre ce but. Dans tous les cas, l'incorporation d'additif antimicrobien dans le polymère, de même que la libération des substances antimicrobiennes, qu'elles se trouvent sous forme libre ou monomère, sont des points déterminants. Pour leur part, les liquides ioniques sont connus comme des solvants organiques avantageux car non volatils. Ils ont été mis en oeuvre pour de très nombreuses synthèses. Certains présentent de plus des propriétés antimicrobiennes, tels que ceux ayant comme cation un imidazolium, un pyridinium ou un phosphonium. Il est rapporté dans K.

M. Docherty et al., « Toxicity and antimicrobial activity of imidazolium and pyridinum ionic liquids », Green Chemistry 7 (2005) 185-189, que la longueur de chaîne alkyle a un impact sur le caractère microbicide. Ainsi, plus la chaîne alkyle est longue et/ou plus le nombre de groupe alkyle est important sur le cycle cationique, plus la toxicité et l'activité antimicrobienne ont été relevées comme importantes. A contrario, les longueurs de chaîne courtes n'engendrent pas d'activité antimicrobienne significative. Il est par ailleurs connu que l'utilisation de certains liquides ioniques pour la préparation de polymères permet l'obtention de polymères dotés de propriétés mécaniques modifiées. Par exemple, M.Rahman et al., « ionic liquids : new generation stable plasticizers for poly(vinyl chloride) », Polymer Degradation and Stability 91 (2006) 3371-3382, décrit l'utilisation de liquides ioniques à base de cations ammonium, imidazolium et phosphonium comme plastifiants pour le polychlorure de vinyle, en vue d'obtenir du PVC flexible par diminution de la température de transition vitreuse. De la même façon, M.P.Scott et al., « Application of ionic liquids as lowvolatility plasticizers for PMMA », European Polymer Journal 39 (2003) 1947-1953, décrit l'utilisation de liquides ioniques à base de cations ammonium, imidazolium et phosphonium à titre de plastifiants pour le polyméthylméthacrylate. Les liquides ioniques ont également été utilisés comme agents anti-statiques dans des polymères tels que l'acétate de cellulose, le polyuréthane, des copolymères de type méthacrylate (US 2009/0300946).

Toutefois, à la connaissance des inventeurs, il n'a jamais été proposé l'utilisation de liquides ioniques en vue de doter des polymères de propriétés antimicrobiennes. Des solutions sont actuellement toujours recherchées pour obtenir des polymères à propriétés antimicrobiennes qui se manifestent sur la durée, plus particulièrement des polymères de type polychlorure de vinyle et polyméthylméthacrylate. On recherche par ailleurs, pour des raisons évidentes de respect de l'environnement, à minimiser la libération des substances antimicrobiennes. La présente invention a donc pour but de fournir une méthode simple pour conférer à un polymère, plus particulièrement un polymère de type polychlorure de vinyle et polyméthylméthacrylate, des propriétés antimicrobiennes, observables sur la durée. Les inventeurs ont démontré, de manière surprenante, que l'utilisation de liquides ioniques [y compris ceux ne possédant pas de propriétés antimicrobiennes significatives, en particulier des liquides ioniques pour lesquels le cation a une faible longueur de chaîne alkyle] permet précisément d'obtenir des polymères, en particulier des polymères de type polychlorure de vinyle et polyméthylméthacrylate, dotés de propriétés antimicrobiennes, ainsi qu'illustré dans les exemples décrits ci-après. La présente invention a donc pour objet l'utilisation d'un liquide ionique pour la préparation d'un matériau polymère, en particulier de type polychlorure de vinyle ou polyméthylméthacrylate, en vue de lui conférer des propriétés antimicrobiennes, ledit liquide ionique et ledit matériau polymère étant compatibles. La présente invention a également pour objet l'utilisation d'un liquide ionique pour la préparation d'un matériau polymère, en particulier de type polychlorure de vinyle ou polyméthylméthacrylate, en vue de lui conférer des propriétés antimicrobiennes, le mélange dudit liquide ionique et dudit polymère formant un mélange monophasique.Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un polymère antimicrobien de type polychlorure de vinyle ou polyméthylméthacrylate, ledit polymère comprenant une quantité efficace d'au moins un liquide ionique de type alkylpyridinum bis (trifluorométhanesulfonyl)imide.

Au sens de la présente invention on entend désigner par « compatible » lorsqu'il s'agit du liquide ionique et du matériau polymère, le fait que le matériau polymérique et le liquide ionique se trouvent miscibles dans les proportions utilisées, à savoir confèrent au matériau ainsi obtenu une conservation de l'homogénéité. Plus précisément, le polymère et le liquide ionique sont tels qu'ils forment un mélange monophasique. Ce caractère compatible entre le liquide ionique et le polymère est connu et a été rapporté dans la littérature. Un test de miscibilité a été mis au point dans le cadre de la présente invention, permettant précisément de vérifier ce caractère compatible du matériau polymère et du liquide ionique : Test de miscibilité On solubilise le matériau polymère considéré par agitation dans un solvant en chauffant si nécessaire de façon à obtenir une solution homogène et on incorpore 5 % en poids de liquide ionique par rapport au poids total dudit matériau polymère. Le mélange est effectué sous agitation mécanique, puis un film est déposé par enduction sur une plaque de verre et conservé jusqu'à évaporation du solvant. Si aucune séparation de phase n'est observée visuellement après 24 h (exsudation de liquide ionique) on conclut alors à la miscibilité ou compatibilité du matériau polymère avec le liquide ionique considéré. Dans le cas des polymères présentant une propriété de transparence initiale, la miscibilité peut être également vérifiée par la conservation de cette propriété de transparence en présence de 5 % en poids de liquide ionique par rapport au poids total du mélange.

La sélection d'un tel couple polymère-liquide ionique, c'est-à-dire compatible au sens de l'invention, est avantageuse à plusieurs titres. Tout d'abord, elle permet d'accéder à un matériau polymérique antimicrobien de manière simple et rapide par opposition aux procédés conventionnels qui requièrent des réactions chimiques de type greffage par exemple pour fonctionnaliser des squelettes polymériques ou des surfaces avec des entités antimicrobiennes. En outre, parmi les avantages que l'on peut citer relativement à l'emploi des liquides ioniques, on peut notamment mentionner le fait qu'ils présentent une très bonne stabilité thermique.

La non-volatilité des liquides ioniques permet de plus d'obtenir des matériaux très stables dans le temps. Enfin, les tests microbiologiques effectués sur ces matériaux ont montré une importante diminution du nombre de bactéries adhérentes et de la densité de biofilm bactérien. De façon inattendue, l'activité antimicrobienne des matériaux n'apparaît pas liée au caractère antimicrobien du liquide ionique et ne semble pas due à la libération dans le milieu de quantités importantes de liquide ionique qui tueraient les bactéries. Au contraire, la libération est très faible, ce qui permet de surcroît d'obtenir une protection antimicrobienne à long terme.

Au sens de la présente invention, le terme « antimicrobien » est relatif à un microorganisme, celui-ci pouvant être figuré par une espèce de bactérie, de levure, de champignon, de protozoaire, voire de virus cultivé dans une cellule hôte. De préférence, un microorganisme de l'invention est figuré par une espèce de bactérie, notamment susceptible d'être pathogène pour un mammifère tel que l'homme.

Au sens de la présente invention, on entend désigner par « liquides ioniques », des sels possédant une température de fusion inférieure à 100°C et souvent même inférieurs à la température ambiante. Ces liquides sont seulement constitués de cations et d'anions.

Parmi les cations on peut citer : ammonium, sulfonium, pyridinium, pyrrolidinium, imidazolium, imidazolinium, phosphonium, guanidinium, piperidinium, thiazolium, triazolium, oxazolium, pyrazolium, et leurs mélanges.

Parmi les anions on peut citer: les imides, notamment bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ; les borates, notamment tétrafluoroborate ; les phosphates, notamment hexafluorophosphate et mono ou di-alkyl-phosphate ; les phosphinates et les phosphonates, notamment les alkyl-phosphonates ; les amides, notamment dicyanamide; les aluminates, notamment tétrachloroaluminate ; les halogénures, tels que les anions bromure, chlorure, iodure ; les cyanates ; les carboxylates, notamment acétate, trifluoroacétate ; les sulfonates, notamment méthanesulfonate, trifluorométhanesulfonate, perfluorobutanesulfonate et tétrafluoroéthanesulfonate ; les sulfates, notamment hydrogène sulfate et alkyl-sulfate ; ainsi que les formates, nitrates, méthylcarbonates, thiocyanates, et leurs mélanges.

Au sens de l'invention, le terme « quantité efficace » désigne la quantité suffisante pour procurer au polymère les propriétés antimicrobiennes attendues. De telles quantités sont proposées dans la description détaillée figurant ci- après. D'autres caractéristiques, variantes et avantages du procédé selon l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et figures qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif. Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... 20 à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire. Sauf indication contraire, l'expression « comportant/comprenant un(e) » doit être comprise comme « comportant/comprenant au moins un(e) ».

25 Matériau polymère Le matériau polymère peut être tout matériau polymère compatible avec au moins un liquide ionique, ainsi que défini ci-dessus. A titre de matériau polymère convenant tout particulièrement à l'invention, peuvent notamment être cités les polymères de type polyméthacrylate de méthyle 30 (PMMA), chlorure de polyvinyle (PVC), poly(2-hydroxyéthylméthacrylate) (poly(HEMA)), polyhydroxypolyéther, poly(N,N-diméthylacrylamide (poly(DMMA)) ; polyacrylonitrile (PAN) ; poly(1-vinylpyrrolidinone) (PVP) ; polybutylméthacrylate (poly(BMA)) ; poly(éther éther cétone) (PEEK) ; poly(vinyl alcohol) (PVA) ; polymère fluoré fonctionnalisé par des groupes sulfonés comme par exemple le Nafion® ; polystyrène (PS) ; poly-(4-vinylpyridine) (PVP); poly-(diméthylsiloxane) (PDMS) ; poly-(acide acrylique) (PAA); Poly-(éthylène glycol) (PEG) ; poly-(propylène glycol) (PPO) ; polymères d'acides nucléiques tels que par exemple les sels de l'acide désoxyribonucléique (ADN) ; polymères d'acides aminés tels que par exemple l'albumine de sérum bovin ; les lignines; les polysaccharides tels que la cellulose, le dextran, l'amidon, leurs copolymères et leurs mélanges. Les polymères de type polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et chlorure de 10 polyvinyle (PVC) pouvant être mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention sont représentés comme suit : PMMA PVC Par « polymère de type polychlorure de vinyle », on entend désigner dans le cadre de la présente invention tout matériau polymère comprenant au moins 10 %, voire 15 25 % en poids, voire encore 50 % en poids de monomères chlorure de vinyle par rapport au poids total dudit polymère. Par « polymère de type polyméthylméthacrylate », on entend désigner dans le cadre de la présente invention tout matériau polymère comprenant au moins 10 %, voire 25 % en poids, voire 50 % de monomère méthylméthacrylate par rapport au poids total 20 dudit polymère. Les copolymères sont donc également compris, au sens de la présente invention, dans ce qui est entendu par le matériau polymère. Il peut en particulier s'agir de copolymères blocs. Il peut également s'agir de copolymères statistiques pour autant que le critère de compatibilité demeure. 25 Bien entendu, le matériau polymère peut comprendre des charges ou des renforts, des additifs, stabilisants, des plastifiants, des pigments, des colorants ou tout adjuvant classiquement présent dans un tel matériau polymère. Ainsi, au sens de la présente invention, les matériaux composites à matrice polymère sont également compris dans la définition de matériau polymère. 30 Liquide ionique Selon un mode de réalisation particulier, le ou les liquides ioniques mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention présentent un cation choisi parmi les cations précités et un anion choisi parmi les anions précités.

En particulier, les cations susceptibles d'être mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention peuvent être choisis parmi des : (i) tétralkylammoniums, par exemple de formule (I) R~ 1 N--' R2 O^R4 R3 u) dans laquelle RI, R2, R3 et R4 représentent, indépendamment les uns des autres, un 10 hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée (C1-C24) pouvant comporter un hétéroatome (N, S, P, O) ou un halogénure. - (ii) tétralkylphosphoniums, par exemple de formule (II) 1 R2 O`R34 (II) dans laquelle RI, R2, R3 et R4 sont tels que définis ci-dessus. 15 - (iii) alkylpyridiniums, par exemple de formule (III) (R5)n N (III) dans laquelle RI est tel que défini ci-dessus et R5 représente une chaîne hydrocarbonée (CI-C24) pouvant comporter un hétéroatome (N, S, P, O) ou un halogénure, et n est un entier compris entre 0 et 2. 20 - (iv) alkylimidazoliums, par exemple de formule (IV) (R5)n /- R1 (IV) dans laquelle RI, R2, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. - (v) 4,5 dihydro-imidazoliums, par exemple de formule (V) (R5)n R6 NON® 2 (V)

dans laquelle RI, R2, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. - (vi) guanidiniums, de formule (VI) R7

N N R6 Y `R2 N R4 O~R3 (VI)

dans laquelle RI, R2, R3, R4, R6, R7, représentent, indépendamment les uns des autres, un hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée (C1-C24) pouvant comporter un hétéroatome (N, S, P, O) ou un halogénure. - (vii) alkylpyrrolidiniums, par exemple de formule (VII) R2~, N0+ R1''- \ -/-(R5)n (VII) dans laquelle RI, R2, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. - (viii) alkylpipéridiniums, par exemple de formule (VIII) dans laquelle RI, R2, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. 15 - (ix) alkylsulfoniums, par exemple de formule (IX) R1,e R2 R3 (IX) dans laquelle RI, R2 et R3 sont tels que définis ci-dessus. - (x) alkylthiazoliums, par exemple de formule (X)

R~\G (R5)n S (X) 20 dans laquelle RI, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. 10 (xi) alkyltriazoliums, par exemple de formule (XI) R1 \N-y (R5)n ,N,R N O 2 (XI) dans laquelle R1, R2, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. - (xii) alkyloxazoliums, par exemple de formule (XII) R1\0

(R5)n 0 (XII) dans laquelle R1, R5 et n sont tels que définis ci-dessus. - (xiii) alkylpyrazoliums, par exemple de formule (X111) 0//(R5)n R~ ,N H (X111) dans laquelle R1, R5 et n sont tels que définis ci-dessus, 10 - (xiv) et leurs mélanges. Il est entendu, dans les définitions ci-dessus, que lorsque n est différent de 0, chaque groupe R5 peut prendre une définition indépendante. Selon un mode de réalisation particulier, les liquides ioniques utilisés peuvent être des imidazoliums, des pyridiniums ou des phosphoniums. 15 Dans le tableau ci-après, sont rassemblés certains représentants des familles de cations et leurs abréviations correspondantes, le cas échéant : Type de cation abréviation Alkylimidazolium [BMIm] Ri=CH3 ; R2C4H9 ; n=0 [C12MIm] R1=CH3 ; R2=C12H25 ; n=0 Alkylpyridinium RI-C61-113 ; n=0 [HPyr] R1=C4H9 ; n=0 [BPyr] Alkylphosphonium [P4,4,4,12] R1=R2=R3=C4H9 ; R4=C12H25 Tétralkylammonium ~~~~TT R1=R2=R3=CH3 R4=C4H9 i x-3,3,3,41 ; 5 Dans le tableau ci-après, sont rassemblés certains représentants des familles d'anions et leurs abréviations correspondantes, le cas échéant : Type d'anion abréviation Hexafluorophosphate [PF6] Bis(trifluorométhanesulfonyl)imide [TFSI] Dicyanoamide [dca] Tétrafluoroborate [BF4] Acétate [OAc] Trifluorométhanesulfonate [CF3SO3] Selon un autre mode de réalisation particulier, le ou les liquides ioniques mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention, présentent un cation spécifique cité ci-dessus et un anion spécifique cité ci-dessus. Selon encore un autre mode de réalisation particulier, les contre-anions peuvent être un hexafluorophosphate ou [PF6] ou un bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ou [TFSI]. On peut notamment citer les couples cation/anion suivants : -tributyldodécylphosphonium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide [P4,4,4,12] [TFSI] ; - 1-dodécyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate [C12MIm] [ PF6] ; - 1 -butyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate [BMlm][PF6] ; - 1-butyl-3-méthylimidazolium tétrafluoroborate [BMlm][BF4] ; et -1-hexylpyridiniumbis(trifluorométhanesulfonyl)imide [HPyr] [TFSI] - N-triméthyl-N-butylammonium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide [N3,3,3,4] [TFSI] - 1-butyl-1-méthylpyrrolidinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide [Pyrr1,4] [TFSI] -1-butyl-1-méthylpyrrolidinium dicyanamide [Pyrr1,4][dca], - 1-méthyl-1-propylpipéridinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide [PMPip] [TFSI] - 1-butyl-3-méthylimidazolium acétate [BMIm][OAc] - 1-butyl-3-méthylimidazolium trifluorométhanesulfonate [BMlm] [CF3SO3] -1-butylpyridinium trifluorométhanesulfonate [BPyr][CF3SO3] Cette liste est bien entendu ni exhaustive, ni limitative. En particulier, le liquide ionique peut être choisi parmi l'association d'un alkylimidazolium, d'un alkylpyridinium ou d'un tétralkylphosphonium avec un hexafluorophosphate ou un bis(trifluorométhanesulfonyl)imide.

Selon un mode de réalisation encore plus particulier, les couples cations/anions suivants peuvent être cités : O F i u n FOF'F Imidazolium n=3 : [BMIm][PF6] n=11 : [C12MIm][PF6] OC4H9 H9C4-P-C12H25 e F3C-s NS,CF3 // \\ // \\ 0 00 0 C4H9 Phosphonium [P4,4,4,12][TFSI] e F3C~S.N.S_CF3 0 00 0 Pyridinium [HPyr][TFSI] Le liquide ionique peut comprendre un ou plusieurs des couples cation/anion précités.

Selon un mode de réalisation particulier, le liquide ionique est formé d'un unique liquide ionique. liquide à température Selon un mode de réalisation particulier, le liquide ionique est sous forme ambiante et pression atmosphérique. Selon un mode de réalisation particulier, le liquide ionique ne comprend aucun autre composé que le ou les liquide(s) ionique(s) précité(s).

Le liquide ionique peut être présent dans le matériau polymère dans une teneur massique à sec comprise entre 0,1 et 70 % en poids, en particulier de 0,1 à 10 % en poids, voire de 0,5 à 5 % en poids, par rapport au poids total de matériau polymère. L'association de polychlorure de vinyle ou polyméthylméthacrylate avec un liquide ionique de type alkylpyridinum bis(trifluoromethanesulfonyl)imide est nouvelle, c'est pourquoi le polymère antimicrobien correspondant fait également partie de la présente invention. Dans ce cas, le liquide ionique peut être présent dans le matériau polymère dans une teneur massique à sec telle qu'exposée ci-dessus.

A titre de couple particulier polymère/liquide ionique, on peut notamment citer : - le couple polyméthylméthacrylate / tributyldodécylphosphonium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PMMA/[P4,4,4,121[TFSI], - le couple polyméthylméthacrylate / 1-butyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate : PMMA/[BMlm] [PF6], - le couple polyméthylméthacrylate / 1-dodécyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate : PMMA/[Ci2Mlm][PF6], - le couple polyméthylméthacrylate / 1-hexylpyridinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PMMA/[HPyr] [TFSI] , - le couple polychlorure de vinyle / 1-hexylpyridinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PVC/[HPyr][TFSI], et - le couple polychlorure de vinyle / tributyldodécylphosphonium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PVC/[P4,4,4,12] [TFSI].

Procédé de préparation d'un polymère doté de propriétés antimicrobiennes Toute méthode appropriée permettant l'incorporation de liquide ionique au sein du matériau polymérique est adaptée à la mise en oeuvre de l'invention. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé de 30 préparation du polymère final comprend les étapes suivantes : (i) solubilisation du polymère dans un solvant, (ii) ajout du liquide ionique, (iii) mélange en vue d'obtenir un mélange homogène, (iv) mise en forme du mélange (par exemple sous forme de film), (v) élimination du solvant par évaporation. Ainsi, les polymères sont solubilisés dans un solvant approprié. On peut notamment citer concernant le PVC et le PMMA : le tétrahydrofurane et le chloroforme ; 5 ou l'acétone pour le PMMA. L'étape de solubilisation peut être mise en oeuvre à une température comprise entre 0 et 100°C. L'étape de mélange de la solution du matériau polymérique avec le liquide ionique peut être effectuée par simple agitation à l'aide d'un barreau aimanté et d'un 10 agitateur magnétique. L'objectif de cette étape est d'obtenir un mélange homogène. L'étape de mise en forme peut être effectuée par exemple par dépôt sur une plaque de verre de la solution pour former un film ou par coulage dans un moule. L'étape de séchage peut être conduite sous pression atmosphérique ou pression réduite vide et/ou dans une étuve à une température comprise entre 0 et 200°C. La très 15 bonne stabilité thermique des liquides ioniques en général permet également l'incorporation du liquide ionique au matériau polymérique à l'état fondu à l'aide d'une mélangeuse-extrudeuse afin de préparer par exemple un mélange maître et/ou de mettre en forme le matériau par exemple sous forme de granulés, de film, de tube, ou de fibre.

20 Applications Dans leur environnement naturel, les micro-organismes tels que les bactéries se développent associés à une surface par formation d'un biofilm. Ce mode de développement, est directement impliqué dans un grand nombre d'infections bactériennes, en milieu domestique (réfrigérateurs...), industriel (industries alimentaires, tours aéro- 25 réfrigérantes...) ou médical (maladies nosocomiales). Grâce à la mise en oeuvre de la présente invention, il a été mis en évidence qu'il est possible d'empêcher l'adhésion des bactéries et la formation de biofilms à la surface de polymères tels que le PMMA ou le PVC. Les domaines d'application envisageables sont donc extrêmement nombreux. 30 On peut notamment citer toutes les applications en milieu hospitalier : - biomédical: implants polymères, cathéters, prothèses... - bâtiment: menuiseries PVC, sols ("linoleum"), peintures, vernis... (salles d'opérations, chambres stériles pour grands brûlés etc.) - ameublement (PVC plastifié, PMMA) On peut également envisager des applications dans l'industrie agroalimentaire (plans de travail, réacteurs etc.) ou des applications domestiques (électroménager: réfrigérateurs, bols mixer etc.)

L'invention va maintenant être décrite au moyen des exemples et figures suivants.

Ces exemples sont bien entendu donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention.

Exemples 1. Protocole de préparation de polymères antimicrobiens selon l'invention Des polymères PVC et PMMA commerciaux ont été utilisés (PVC Aldrich (CAS 9002-86-2) n°389293-500G, Batch : 02628DB, MW=43000; PMMA: Alfa Aesar (CAS 9011-14-7) n°043982, lot: E17R010, MW=350000). Les polymères sont solubilisés dans le THF à 40°C (1,0 g dans 17 mL) puis le liquide ionique est inséré à chaud. Après 30 minutes d'agitation, le mélange homogène est coulé sur une plaque en verre préalablement lavée à l'éthanol et séchée. Différents pourcentages massiques de liquides ioniques ont été étudiés (de 1 à 5 % en poids par rapport à la masse de polymère). Après 24 heures d'évaporation à l'air, les films obtenus sont découpés en carré de 18 mm et séchés sous pression réduite pendant une semaine. Un essai témoin est également réalisé à partir du polymère sans liquide ionique. 2. Protocole pour tester l'efficacité antimicrobienne a) Pour l'évaluation de la formation d'un biofilm bactérien Une souche de bactéries E. coli exprimant la GFP (Green Fluorescent Protein) est mise en culture dans 3 mL de milieu de culture de type Müller-Hinton. Après 24 heures, le milieu est centrifugé puis le surnageant est éliminé. Une suspension de densité optique à 600 nm (DO600) égale à 0,5 est préparée dans du PBS (Phosphate Buffered Saline, pH 7,4). Les échantillons étudiés (lames aux dimensions 18 x 18 mm) sont placés verticalement dans des puits à culture (plaques à 12 puits Greiner) contenant 2 mL de milieu de culture Müller-Hinton puis 200 µL de suspension bactérienne sont ajoutés. Les plaques à culture sont placées à 37°C sous CO2 pendant 72 heures. Les échantillons sont retirés des puits et lavés abondamment au PBS pour éliminer les bactéries ne formant pas de biofilm. Les bactéries en biofilm sont précipitées dans 250 µL de diméthylsulfoxyde. Les bactéries vivantes expriment la GFP et sont donc fluorescentes. La fluorescence, mesurée à l'aide d'un fluorimètre Mithras LB940 (Berthold technologies) est donc liée au nombre de bactéries adhérentes formant un biofilm. Pour l'observation en microscopie à fluorescence, les échantillons sont fixés à l'aide d'un liquide de montage (Mowiol). Après 24 heures de séchage à température ambiante, les échantillons sont observés à l'aide d'un microscope à fluorescence Leica. b) Pour l'évaluation de l'adhésion bactérienne Une souche de bactéries E. coli ou S. aureus est mise en culture dans 3 mL de milieu de culture de type Müller-Hinton. Après 24 heures, le milieu est centrifugé puis le surnageant est éliminé. Une suspension de densité optique à 600 nm (DO600) égale à 0,5 est préparée dans du PBS (Phosphate Buffered Saline, pH 7,4). Les échantillons étudiés (lames aux dimensions 18 x 18 mm) sont placés verticalement dans des puits à culture (plaques à 12 puits Greiner) contenant 3 mL de milieu de culture Müller-Hinton puis 300 µL de suspension bactérienne sont ajoutés. Les plaques à culture sont placées à 37°C sous CO2 pendant 1 heure. Les échantillons sont retirés des puits et lavés abondamment avec une solution saline stérile pour éliminer les bactéries non adhérentes, puis placés dans des puits à culture contenant 3 mL de milieu de culture AP stérile. Les plaques à culture sont incubées à 37°C pendant 24 heures. Les échantillons sont retirés des puits et lavés abondamment avec une solution saline stérile pour éliminer les bactéries non adhérentes.

Les bactéries adhérentes sont récupérées par agitation et ultrasonication dans une solution saline stérile et par transfert sur une gélose LB, puis les bactéries adhérentes viables formant colonies (CFU) sont dénombrées par dilutions successives, mise en culture sur gélose et comptage des colonies.

Exemple 1 (témoin) : Film de PMMA Exemple 2 : Synthèse d'un film de PMMA/[P4,4,4,121[TFSII-5 Avec incorporation de 5 % de [P4,4,4,12][TFSI] dans du PMMA selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Exemple 3 : Synthèse d'un film de PMMA/[BMIm][PF6] Avec incorporation de 5 % de [BMlm] [PF6] dans du PMMA selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Exem ' le 4 : S nthèse d'un film de PMMA/ C12MIm PF6 -5 Avec incorporation de 5 % de [C12MIm] [PF6] dans du PMMA selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Exemple 5 : Synthèse d'un film de PMMA/[HPyr][TFSI]-5 Avec incorporation de 5 % de [HPyr] [TFSI] dans du PMMA selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Exemple 6 (témoin) : Film de PVC Exemple 7 : Synthèse d'un film de PVC/[HPyr][TFSI]-5 Avec incorporation de 5 % de [HPyr] [TFSI] dans du PVC selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Exemple 8 : Synthèse d'un film de PVC/[P4,L,4,121[TFSl1-1 Avec incorporation de 1 % de [P4,4,4,121][TFSI] dans du PVC selon le mode opératoire énoncé ci-dessus.

Exemple 9 : Synthèse d'un film de PVC/[P4,4,.4,.121[TFSI1-5 Avec incorporation de 5 % de [P4,4,4,12][TFSI] dans du PVC selon le mode opératoire énoncé ci-dessus. Résultats a) Compatibilité du liquide ionique avec chacun des polymères testés Elle a été appréciée pour chaque couple testé. Les critères de compatibilité utilisés sont la transparence optique des échantillons et l'absence de synérèse (exsudation de liquide ionique). Selon ces critères, la compatibilité entre le polymère et le liquide ionique incorporé est satisfaisante pour tous les échantillons préparés dans les Exemples 2 à 5 et 7 à 9. b) Tests microbiologiques d'évaluation de la formation d'un biofilm bactérien de E. coli GFP Ils ont été effectués sur tous les échantillons et les résultats des tests sont résumés sur les graphiques 1 et 2 en figure 1.

Le graphique 1 représente l'estimation de la densité de biofilm par mesure de la luminescence pour le PMMA. Le graphique 2 représente l'estimation de la densité de biofilm par mesure de la luminescence pour le PVC. Que ce soit pour le PMMA ou le PVC, on observe une diminution très importante du nombre de bactéries adhérentes formant un biofilm pour tous les échantillons incorporant du liquide ionique, et ceci pour tous les liquides ioniques étudiés. Dans le cas de PVC/[HPyr][TFSI]-5 (exemple 7) la diminution est d'un facteur 30 et d'un facteur supérieur à 10 pour PVC/[P4,4,4,12][TFSI]-1 (exemple 8) et PVC/[P4,4,4,12] [TFSI]-5 (exemple 9) par rapport au PVC seul.

Dans le cas de PMMA/[P4,4,4,12][TFSI]-5 (exemple 2) et PMMA/[HPyr] [TFSI]-5 (exemple 5) la luminescence est divisée par un facteur d'au moins 10. Pour le PMMA/[BMlm] [PF6]-5 (exemple 3) et PMMA/[C12MIm] [PF6]-5 (exemple 4) la luminescence est divisée par un facteur supérieur à 1000 par rapport au 20 PMMA seul. Ces résultats ont été confirmés par microscopie à fluorescence sur les films de PMMA/[BMlm] [PF6]-5 (exemple 5). Dans le cas du PMMA, il y a formation d'un biofilm dense d'E. Coli (Image 1 de la figure 2).

25 Pour l'échantillon incorporant 5 % de liquide ionique [BMlm][PF6] (Image 2 de la figure 2), il n'y a pas de biofilm constitué. L'image ne montre que quelques bactéries isolées d'E. Coli. Ces résultats ont été confirmés également par microscopie optique sur les films de PVC/[HPyr][TFSI]-5 (exemple 7).

30 Dans le cas du PVC, il y a formation d'un biofilm dense d'E. Coli (Image 3 de la figure 2). 2974807 18 [HPyr][TFSI]-5 Pour l'échantillon incorporant 5 % de liquide ionique (exemple 7) (Image 4 de la figure 2), il n'y a pas de biofilm constitué. c) Tests microbiologiques d'évaluation de l'adhésion bactérienne de E. coli ou 5 S. aureus Ils ont été effectués sur les échantillons PMMA/[BMlm][PF6]-5 (exemple 3) et PVC/[HPyr][TFSI]-5 (exemple 7). Les résultats des tests sont résumés sur les graphiques 1 et 2 en figure 3. Le graphique 1 représente le nombre de bactéries (E. coli ou S. aureus) 10 adhérentes viables dénombrées pour le PMMA (exemple 1 témoin) et PMMA/[BMlm] [PF6]-5 (exemple 3). Le graphique 2 représente le nombre de bactéries adhérentes viables dénombrées pour le PVC (exemple 6 témoin) et PVC/[HPyr][TFSI]-5 (exemple 7). Que ce soit pour E. coli ou S. aureus, on observe une diminution très 15 importante (supérieure à 5 ordres de grandeurs) du nombre de bactéries adhérentes viables pour les échantillons à base de PMMA ou de PVC incorporant du liquide ionique. Dans le système PMMA/[HPyr] [TFSI], des tests de libération en tampon phosphate ont montré que la libération était extrêmement faible (<0,2 ppm après 3 jours), ce qui suggère que l'activité antimicrobienne ne provient pas de la libération de liquide ionique en quantité suffisante pour tuer les bactéries, contrairement à ce que l'on pouvait attendre. De plus les imidazoliums à courtes chaînes aliphatiques, qui n'ont pas d'activité antimicrobienne intrinsèque notable, permettent ici d'obtenir des polymères 25 dotés d'une forte activité antimicrobienne. Enfin, il a été constaté que les matériaux restent actifs après 1 mois d'immersion dans une solution à pH 7,4, 37 °C (tampon phosphate).

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Utilisation d'un liquide ionique pour la préparation d'un matériau polymère en vue de lui conférer des propriétés antimicrobiennes, ledit liquide ionique et ledit matériau polymère étant compatibles.
2. 2. Utilisation selon la revendication 1, dans laquelle le matériau polymère est choisi parmi les polymères de type polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et chlorure de polyvinyle (PVC) ; poly(2-hydroxyéthylméthacrylate) (poly(HEMA)) ; polyhydroxypolyéther ; poly(N,N-diméthylacrylamide (poly(DMMA)) ; polyacrylonitrite (poly(AN)) ; poly(1-vinylpyrrolidinone) (PVP) ; polybutylmethacrylate (poly(BMA)) ; poly(éther éther cétone) (PEEK) ; poly(vinyl alcohol) (PVA) ; polymères fluorés fonctionnalisés par des motifs sulfonés; polystyrène ; poly-(4-vinylpyridine) ; poly-(diméthylsiloxanes) (PDMS) ; poly-(acide acrylique) ; poly-(éthylène glycol) (PEG) ; poly-(propylène glycol) ; polymères d'acide nucléique tels que les sels de l'acide désoxyribonucléique (ADN) ; polymères d'acide aminé tels que l'albumine de sérum bovin ; les lignines ; les polysaccharides tels que la cellulose, le dextran, l'amidon ; leurs copolymères et leurs mélanges.
3. 3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le matériau polymère est de type polychlorure de vinyle ou polyméthylméthacrylate.
4. 4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le liquide ionique comprend un cation choisi parmi (i) un tétralkylammonium, (ii) un tétralkylphosphonium, (iii) un alkylpyridinium, (iv) un alkylimidazolium, (v) un 4,5 dihydro-imidazolium, (vi) un guanidinium, (vii) un alkylpyrrolidinium, (viii) un alkylpipéridinium, (ix) un alkylsulfonium, (x) un alkylthiazolium, (xi) un alkyltriazolium, (xii) un alkyloxazolium ou (xiii) un alkylpyrazolium et leurs mélanges.
5. 5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le liquide ionique comprend un anion choisi parmi les imides, notamment bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ; les borates, notamment tétrafluoroborate ; les phosphates, notamment hexafluorophosphate et mono- ou dialkylphosphate ; les phosphinates et les phosphonates, notamment les alkyl-phosphonates ; les amides, notamment dicyanamide ; les aluminates, notamment tetrachloroaluminate ; les halogénures, tels que les anions bromure, chlorure, iodure ; les cyanates ; les carboxylates,notamment acétate, trifluoroacétate ; les sulfonates, notamment méthanesulfonate, trifluorométhanesulfonate ; perfluorobutanesulfonate et tétrafluoroéthanesulfonate ; les sulfates, notamment hydrogène sulfate et alkyl-sulfate ; les formates ; nitrates ; méthylcarbonates ; thiocyanates et leurs mélanges.
6. 6. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le liquide ionique est choisi parmi l'association d'un alkylimidazolium, d'un alkylpyridinium ou d'un tetralkylphosphonium avec un hexafluorophosphate ou un bis(trifluorométhanesulfonyl)imide.
7. 7. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau polymère est choisi- parmi le couple polyméthylméthacrylate l tributyldodécylphosphonium . bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PMMA/[P4,4,4,12][TFSI] ; le couple polyméthylméthacrylate / 1-butyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate : PMMA/[BMIm][PF6] ; le couple polyméthylméthacrylate / 1-dodécyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate : PMMA/[CuMIm][PF6] ; le couple polyméthylméthacrylate / . 1-hexylpyridinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PMMA/[HPyr][TFSI] ; le couple polychlorure de vinyle / 1-hexylpyridinium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PVCI[HPyr][TFSI], et le couple polychlorure de vinyle / tributyldodécylphosphonium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide : PVC/[P4,4,4,j2] [TFSI].
8. 8. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le liquide ionique est présent dans une teneur massique à sec comprise entre 0,1 et 70 % en poids, en particulier entre 0,1 à 10 % en poids, voire entre 0,5 à 5 % en poids, par rapport au poids total de polymère.
9. 9. Polymère antimicrobien de type polychlorure de vinyle ou 25 polyméthylmethacrylate, ledit polymère comprenant une quantité efficace d'au moins un liquide ionique de type alkylpyridinum bis(trifluoromethanesulfonyl)imide.
10. 10. Polymère selon la revendication précédente comprenant entre 0,1 et 70% en poids, en particulier de 0,1 à 10 % en poids, voire de 0,5 à 5 % en poids de liquide ionique, par rapport au poids total de polymère. r