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Dynamically Assembling Magnetic Nanochains as New Generation of Swarm‐Type Magneto‐Mechanical Nanorobots Affecting Biofilm Integrity. Nanochaînes magnétiques dynamiquement assemblées : une nouvelle génération de nanorobots magnéto-mécaniques de type essaim affectant l'intégrité des biofilms
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International audience. Bacterial resistance is gaining ground and novel, unconventional strategies are required to improve antibiotic treatments. As a synthetic analog of planktonic bacilli, the natural bacterial swimmers that can penetrate bacterial biofilms, ultra‐short propelling magnetic nanochains are presented as bioinspired magnetic nanorobots, enhancing the antibiotic treatment in biofilm‐forming Staphylococcus epidermidis . Propelling nanochains, activated by a low intensity (<20 mT) and low frequency (<10 Hz) rotating magnetic field (RMF), prompt the otherwise resistant biofilm‐forming bacteria to become sensitive to methicillin, resulting in the killing of 99.99% of bacteria. While magnetic force‐driven spherical magnetic nanoparticles were previously reported as unidirectional biofilm channel diggers, propelling nanochains emerge as second‐generation magnetic nanorobots, which, due to their magnetic core, shape anisotropy, and negative zeta potential, combine magnetic responsiveness, torque‐driven movement, and attractive electrostatic interactions to attach to bacterial aggregates and multi‐directionally protrude throughout the biofilm, indulging mechanical forces. These synergistic effects, in combination with an antibiotic drug, destroy the bacterial extracellular matrix and eradicate the formed biofilm, as confirmed with several complementary techniques. . La résistance bactérienne progresse, et des stratégies nouvelles et non conventionnelles sont nécessaires pour améliorer les traitements antibiotiques. En tant qu'analogue synthétique des bacilles planctoniques, nageurs bactériens naturels capables de pénétrer les biofilms bactériens, des nanochaînes magnétiques ultra-courtes sont présentées comme des nanorobots magnétiques bio-inspirés, améliorant le traitement antibiotique dans le cas de Staphylococcus epidermidis formant des biofilms. Activées par un champ magnétique rotatif de faible intensité (<20 mT) et de basse fréquence (<10 Hz), ces nanochaînes peuvent être propulsées dans les biofilms et sensibilisent des bactéries, auparavant résistantes à la méticilline, entraînant l'élimination de 99,99 % des bactéries. Alors que des nanoparticules magnétiques sphériques, activées par des forces magnétiques, avaient déjà été proposées comme des "creuseurs" de canaux unidirectionnels dans les biofilms, les nanochaînes propulsées émergent comme des nanorobots magnétiques de deuxième génération. Grâce à leur noyau magnétique, leur anisotropie et leur potentiel zêta négatif, elles combinent réactivité magnétique, mouvement induit par le couple et interactions électrostatiques attractives pour interagir avec les agrégats bactériens et pénétrer de manière multidirectionnelle dans le biofilm en y exerçant des forces mécaniques. Ces effets synergiques, combinés à un agent antibiotique, détruisent la matrice extracellulaire bactérienne et éradiquent le biofilm, comme confirmé par plusieurs techniques complémentaires.
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