Résistant aux morsures : un nouveau matériau vestimentaire élimine les moustiques, selon des chercheurs du NCSU
Date publiée:par Laura Oleniacz
Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont créé des vêtements sans insecticide et résistants aux moustiques en utilisant des matériaux textiles dont ils ont confirmé la résistance aux piqûres lors d'expériences avec des moustiques vivants. Ils ont développé les matériaux à l'aide d'un modèle informatique de leur propre conception, qui décrit le comportement mordant des Aedes aegypti, le moustique porteur de virus responsables de maladies humaines comme le Zika, la dengue et la fièvre jaune.
En fin de compte, les chercheurs signalé dans la revue Insectes qu'ils étaient capables d'éviter 100 % des piqûres lorsqu'un volontaire portait ses vêtements – un sous-vêtement et une chemise de combat initialement conçus pour l'armée – dans une cage contenant 200 moustiques vivants et exempts de maladies. Textiles vectoriels, une start-up de l'État de Caroline du Nord, a obtenu une licence pour les droits de brevet associés et a l'intention de fabriquer des vêtements destinés à la vente commerciale aux États-Unis.
Une capture d'écran du dépôt de brevet NCSU.
Les chercheurs pensent que leur modèle informatique pourrait être utilisé plus largement pour développer des vêtements permettant de réduire la transmission de maladies.
"Le tissu a fait ses preuves – c'est la grande chose que nous avons découverte", a déclaré le co-auteur de l'étude. André Ouest, professeur agrégé de design de mode et textile à NC State et directeur de Extension de Zeis Textiles pour le développement économique. « Pour moi, c'est révolutionnaire. Nous avons découvert que nous pouvions empêcher le moustique de pénétrer à travers le tissu, tandis que d’autres étaient suffisamment épais pour l’empêcher d’atteindre la peau.
Développer le modèle informatique pour concevoir des matériaux textiles qui pourraient empêcher A. aegypti morsures, les chercheurs ont étudié les dimensions de la tête, de l'antenne et de la bouche de A. aegypti, et la mécanique de la façon dont il mord. Ensuite, ils ont utilisé le modèle pour prédire les matériaux textiles qui empêcheraient les piqûres, en fonction de leur épaisseur et de la taille de leurs pores. Les chercheurs ont déclaré qu'ils pensaient que les matériaux pourraient être efficaces contre d'autres espèces de moustiques en plus des A. aegypti en raison de similitudes dans la biologie et le comportement de morsure.
[Cinq professeurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont déposé une demande auprès de l'Office américain des brevets et des marques pour des vêtements résistants aux piqûres de moustiques en 2019 : West, Marian G. McCord, Charles S. Apperson, Richard Michael Roe et Emiel A. DenHartog.]
"Il existe différentes utilisations des vêtements", a déclaré le premier auteur de l'étude. Kun Luan, chercheur postdoctoral sur les biomatériaux forestiers à NC State. "L'idée est d'avoir un modèle qui couvrira tous les vêtements possibles qu'une personne souhaiterait."
Pour tester la précision de leur modèle, les chercheurs ont testé les matériaux censés être résistants aux morsures. Lors d'expériences avec des moustiques vivants et indemnes de maladies, les chercheurs ont entouré un réservoir de sang de matériaux plastiques fabriqués selon les paramètres prédits par le modèle. Ils ont ensuite compté combien de moustiques étaient gorgés de sang.
Un matériau initialement testé était très fin – moins d’un millimètre d’épaisseur – mais avait une très petite taille de pores pour empêcher le moustique de coller ses pièces buccales, ou trompe, à travers le matériau. Un autre matériau avait des pores de taille moyenne pour empêcher le moustique d'insérer sa tête à travers le textile suffisamment loin pour atteindre la peau ; et un troisième matériau avait des pores plus larges, mais suffisamment épais pour que la bouche du moustique ne puisse toujours pas atteindre la peau.
Lors d'un test ultérieur, les chercheurs ont choisi une série de tissus tricotés et tissés répondant aux paramètres de résistance aux morsures déterminés par le modèle et ont validé leur travail dans des expériences utilisant à la fois le réservoir de sang et des volontaires humains. Les chercheurs ont testé le nombre de piqûres reçues par des volontaires lorsque les participants à l'étude inséraient un bras recouvert d'un manchon protecteur dans une cage à moustiques. Les chercheurs ont également comparé la capacité des tissus à prévenir les piqûres et à repousser les moustiques à celle des tissus traités avec un insecticide.
À partir de ce qu’ils ont appris lors des premières expériences, les chercheurs ont développé un sous-vêtement ajusté et résistant aux morsures, fabriqué dans un matériau fin, ainsi qu’une chemise à manches longues, initialement conçue comme une chemise de combat pour l’armée.
Lorsqu'un volontaire a porté ces vêtements assis pendant 10 minutes et debout pendant 10 minutes dans une cage avec 200 moustiques affamés, il a découvert que la chemise de combat était efficace à 100 % pour prévenir les piqûres. Lors du premier essai testant la couche de base, le volontaire a reçu des piqûres sur le dos et les épaules – sept piqûres pour 200 moustiques. Les chercheurs ont attribué les piqûres à l’étirement et à la déformation du tissu. Ils ont donc doublé la couche de matériau autour des épaules et ont finalement réussi à prévenir 100 % des piqûres. Ils ont également testé le confort des vêtements et vu dans quelle mesure ils emprisonnaient la chaleur et évacuaient l'humidité.
« Les vêtements finaux produits étaient 100 % résistants aux morsures », a déclaré Michael Roé, William Neal Reynolds, professeur émérite d'entomologie à NC State. « Les vêtements de tous les jours que vous portez en été ne résistent pas aux piqûres de moustiques. Notre travail a montré qu’il n’est pas nécessaire qu’il en soit ainsi. Les vêtements que vous portez quotidiennement peuvent être rendus résistants aux morsures. En fin de compte, l’idée est d’avoir un modèle qui couvrira tous les vêtements possibles qu’une personne souhaiterait – à la fois pour l’armée et pour un usage privé.
L’étude intitulée « Physique des textiles anti-moustiques : une feuille de route mathématique pour des vêtements sans insecticide et résistants aux morsures pour la vie quotidienne » a été publiée. en ligne 13 juillet 2021, dans la revue Insectes. Il a été rédigé par Luan, Roe, West, Charles Apperson, Marian McCord, Emiel DenHartog, Quan Shi, Nicholas Travanty, Robert Mitchell, Grayson Cave, John Strider et Youngxin Wang de NC State University et Isa Bettermann, Florian Neumann et Tobias Beck de Université d'Aix-la-Chapelle, Allemagne. L'étude a été soutenue par la National Science Foundation, le programme de chasseurs de guerre déployés du ministère de la Défense, la division Natick Contracting du ministère américain de la Défense, le fonds d'innovation du chancelier de l'État de Caroline du Nord, le centre sud-est pour la santé agricole et la prévention des blessures, PILOTS et le Station expérimentale de recherche agricole de Caroline du Nord.
(C) NCSU
Source primaire: WRAL TechWire