Développement d'insecticides | Tianjin Phoenix Rising Co., Ltd.

Parasites & Vecteurs volume 16, Numéro d'article : 122 (2023) Citer cet article

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Les mesures de protection individuelle à l'aide de tissus imprégnés d'insecticide sont l'une des stratégies les plus efficaces pour prévenir les piqûres d'insectes hématophages. De nombreux pays ont réussi à traiter des tissus avec des pyréthrinoïdes à un niveau individuel.

Dans la présente étude, une nouvelle combinaison d'insecticides, l'alpha-cyperméthrine (ACP) et la deltaméthrine (DET), a été imprégnée sur un tissu composé d'un mélange 50/50 de polyester et de coton. L'analyse résiduelle et morphologique a été effectuée avec l'évaluation des paramètres physiques. Des évaluations biologiques ont été effectuées pour vérifier la répulsion, le renversement et la mortalité du tissu imprégné d'insecticide (IIF) contre les punaises de lit (Cimex lectularius) à l'aide d'un test sur plaque de Pétri et les moustiques (Aedes aegypti et Aedes albopictus) à l'aide d'un test biologique au cône.

Les résultats ont montré que la répulsion de l'IIF était de 56,6 % pour C. lectularius et un pourcentage de renversement de 53,3 % et 63,3 % pour Ae. aegypti et Ae. albopictus, respectivement. Une mortalité > 80 % a été trouvée pour les deux espèces de moustiques jusqu'à 20 cycles de lavage sans différence significative (P > 0,05). À partir de l'analyse par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), la réduction du contenu d'ACP et de DET après les lavages ultérieurs peut être corrélée à la diminution globale de la bioefficacité. L'ACP et le DET restant dans l'unité de gramme de tissu après 20 cycles de lavage se sont avérés être respectivement de 5,4 mg et 3,1 mg. En examinant la morphologie de surface du tissu à l'aide d'un microscope électronique à balayage (SEM) et en utilisant une analyse par rayons X à dispersion d'énergie (EDX), il a été possible d'identifier la présence d'insecticides qui adhèrent au tissu. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) a montré un pic endothermique distinctif de l'insecticide à 98,3 ºC, alors qu'aucun changement dans le comportement thermique n'a été observé à partir de l'analyse thermogravimétrique (TGA). De plus, les attributs physiques de l'IIF fournissent des preuves concluantes de sa fermeté.

Tous les résultats expérimentaux étaient cohérents avec l'utilisation potentielle de l'IIF comme tissu anti-punaises de lit et anti-moustiques à utiliser contre les infestations hématophages. Ce tissu peut servir de stratégie potentielle pour contrôler les maladies à transmission vectorielle comme la dengue, le paludisme, la fièvre des tranchées, etc.

La dengue, le paludisme, l'encéphalite japonaise et la filariose sont des maladies transmises par les moustiques qui menacent plus de 2 milliards de personnes dans le monde, principalement dans les pays tropicaux [1, 2]. Des recherches récentes indiquent qu'Aedes spp. les moustiques ont une importance possible dans la transmission de la maladie en Inde [3,4,5]. Aedes aegypti et Ae. albopictus sont les deux vecteurs les plus courants connus pour transmettre plusieurs maladies virales comme la dengue, le chikungunya, la fièvre jaune et le Zika [6,7,8,9]. En Inde, 63 280 cas et 44 décès causés par la dengue ont été documentés en 2022. Depuis le 31 août 2022, 32 653 cas et 32 décès sont survenus. Les médias ont signalé une augmentation rapide des cas de dengue dans certains autres États tels que Delhi, l'Uttar Pradesh, l'Assam et le Bengale occidental [10]. Le moyen le plus établi de gérer les maladies transmises par les insectes vecteurs est l'utilisation de répulsifs [11, 12]. De nombreux insectifuges commerciaux sont désagréables et inefficaces [13]. Un bon insectifuge doit être durable et efficace contre toutes les espèces. Le répulsif idéal empêcherait les piqûres d'une grande variété d'espèces d'insectes, serait efficace pendant une longue période, ne causerait aucune irritation de la peau ou des muqueuses, n'aurait aucune toxicité systémique et serait sans graisse et sans odeur [14].

Les pyréthroïdes sont des insecticides à base de plantes synthétiquement modifiés qui diffèrent de l'analogue naturel, le pyrèthre, qui est obtenu à partir de fleurs de chrysanthème [15]. Les pyréthroïdes synthétiques ont été développés pour la première fois dans les années 1970, introduisant une nouvelle ère d'insecticides sélectifs, très efficaces et respectueux de l'environnement [1]. Lorsque la deltaméthrine a été mise sur le marché pour la première fois, elle était 100 fois plus puissante que le DDT et avait l'avantage de ne pas s'accumuler dans l'environnement [3, 5]. Parmi les pyréthroïdes les plus utilisés commercialement, l'alpha-cyperméthrine (ACP) et la deltaméthrine (DET) sont déjà utilisées pour la gestion de divers insectes [2]. Les pyréthrinoïdes sont sûrs et moins toxiques pour les mammifères en raison de leur métabolisme rapide et de leur grande surface ; cependant, il est 2250 fois plus toxique pour les insectes en raison de leur petite taille, de leur température corporelle basse et de l'expression excessive de canaux sodiques sensibles [16, 17]. Si nous discutons de son mécanisme, parmi les théories les plus proposées pour sa répulsion, l'excitation locomotrice au contact de la peau est considérée comme la plus profonde [3, 12]. L'effet insecticide se produit également par contact spatial provoquant principalement une paralysie de l'organisme en empêchant le canal Na+ voltage-dépendant de se repolariser dans la membrane axonale [11].

Il y a eu de nombreuses tentatives utilisant diverses méthodes pour imprégner les pyréthrinoïdes sur le tissu. En général, les trois méthodes d'imprégnation les plus courantes sont la méthode d'absorption, qui consiste à traiter individuellement les tissus par trempage ou pulvérisation, la méthode d'incorporation, également appelée "Eulanisierung", qui consiste à lier des insecticides aux fibres de laine ou de soie en utilisant des gradients de chaleur et de sel, et la méthode de revêtement polymère, qui est réalisée en polymérisant spécifiquement des pyréthrinoïdes sur les tissus avant le processus de confection [18].

Les insectes hématophages sont ceux qui se nourrissent du sang des mammifères, comme les punaises de lit et les moustiques. Ces ectoparasites ont une longue histoire d'avoir un effet néfaste profond sur la civilisation humaine. Ils sont connus pour propager des virus, des bactéries et des protozoaires, trois organismes pathogènes essentiels [19, 20]. Toutes les catégories raciales et socio-économiques sont concernées par leurs infestations. Le taux d'infestation de punaises de lit dans les environnements humains a considérablement augmenté au cours des 2 dernières décennies en raison de la croissance des transports internationaux ainsi que de leur résistance aux insecticides chimiques, ce qui soulève des inquiétudes quant à leurs effets néfastes [21].

Ainsi, cette étude a été conçue pour améliorer la protection individuelle en traitant un tissu en mélange de coton polyester avec une combinaison de pyréthrinoïdes, c'est-à-dire ACP et DET, qui est efficace contre les moustiques et les punaises de lit. La combinaison de coton et de polyester rend le tissu moins sujet au boulochage et à l'électricité statique. Le principal avantage des mélanges polyester-coton (PC) est qu'ils sont bon marché et durables ; étant infroissables, ils ne nécessitent pas non plus de repassage [22]. Les insecticides comme le DDT ne conviennent pas au traitement des tissus car ils agissent trop lentement et permettent aux insectes d'entrer en contact et de s'échapper avant qu'ils ne captent une dose létale [23,24,25]. La littérature suggère que la suspension concentrée d'ACP et de DET est déjà utilisée comme traitement acceptable pour les moustiquaires imprégnées d'insecticide [26]. La bio-efficacité du tissu développé a été confirmée en effectuant un essai sur plaque de Pétri in vivo et un essai biologique au cône. Le contenu résiduel après les cycles de lavage consécutifs, les études morphologiques de surface et les paramètres physiques ont également été pris en compte pour étayer le bioessai et les attributs de qualité du tissu développé pour la prévention des vecteurs, en particulier Ae. aegypti et Ae. les espèces de moustiques albopictus et les catégories de punaises de lit communes Cimex lectularius qui peuvent transmettre des agents pathogènes.

Les insecticides (alpha-cyperméthrine et deltaméthrine) ont été achetés auprès de Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA ; acétate de polyvinyle (PVA) (HiMedia Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, Inde); acétone (Fisher Scientific, Mumbai, Inde); de l'acétonitrile, du méthanol et de l'eau (Merck Life Science Pvt. Ltd., Mumbai, Inde) ont été achetés et utilisés dans cette étude.

La méthode de trempage a été utilisée pour l'imprégnation d'insecticides dans le tissu. Le tissu est un mélange de polyester et de coton (50:50). En bref, 1 % p/p d'ACP et 2 % p/p de DET ont été dissous dans une solution pré-mélangée d'acétone avec 4 % p/v de PVA (comme liant). Ensuite, le tissu a été plongé dans la solution ci-dessus pendant 30 minutes et séché à l'air [18]. Le tissu préparé a été utilisé pour une analyse plus approfondie.

La technique de lavage recommandée par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a été suivie avec une légère modification [27, 28]. En bref, 400 ml de solution détergente à 2 g/l dans de l'eau distillée avec un pH ajusté à 10-11 (HCl 0,1 N) ont été préparés. Les échantillons ont été trempés et conservés dans un bain-marie à 30 ºC pendant 10 min à 155 tr/min. Après cela, les échantillons de tissu ont été rincés deux fois dans de l'eau déminéralisée et séchés à température ambiante. La même procédure a été répétée pour d'autres lavages [29].

Dans cette expérience, la méthode d'ultrasonication a été utilisée pour l'extraction d'insecticides à partir d'échantillons de tissu. En bref, des échantillons de tissu ont été coupés en ~ 1 g (8 cm × 8 cm) au hasard à partir de trois zones différentes. Il a été haché et trempé dans une fiole conique contenant 7 ml de solvant d'extraction (acétonitrile). Ensuite, les flacons ont été chauffés à 75 ° C dans un bain-marie pendant 20 minutes sous agitation continue. Ensuite, on l'a laissé refroidir à température ambiante. De plus, les fioles coniques ont été placées dans un bain-marie à ultrasons et soniquées pendant 20 min à 30 ° C. Le surnageant a été collecté, filtré à l'aide d'un filtre en nylon (0,22 µm) et injecté en HPLC pour une analyse plus approfondie [30, 31].

Des solutions mères individuelles de 1000 ug/ml ont été préparées pour l'ACP et le DET dans l'acétonitrile. Les courbes d'étalonnage ont été préparées en diluant les solutions mères avec des concentrations finales de 2, 4, 6, 8 et 10 µg/ml. Les séparations chromatographiques ont été effectuées sur Thermo Scientific HPLC (Dionex Ultimate 3000, GmbH, Allemagne) couplé à une colonne de phase inverse Agilent (C18), 3, 5 µm et 4, 6 × 250 mm avec un détecteur à longueur d'onde variable. Pour la détermination de la longueur d'onde maximale (λmax), des solutions à 10 µg/ml de chaque insecticide standard ont été scannées de 200 à 400 nm dans un spectrophotomètre UV-VIS (Cecil Instrumentation Services Ltd. série C≡7200). Les expériences chromatographiques ont été réalisées sous élution isocratique selon Fichier complémentaire 1 : Tableau S1. Les quantités d'ACP et de DET contenues dans les solvants d'extraction ont été quantifiées selon leur courbe d'étalonnage respective générée par HPLC.

Les morphologies de surface de l'IIF et du tissu témoin ont été examinées à l'aide d'un microscope électronique à balayage (SEM), JEOL JSM-6390LV, à une tension d'accélération de 15 kV. Des micrographies électroniques représentatives ont été obtenues et les particules individuelles dans une zone sélectionnée ont été comptées avec un grossissement des données de 50 ×, 200 ×, 500 × et 1000 ×. Un microscope électronique à balayage (SEM) équipé d'une spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDX) pour l'analyse de la composition élémentaire de surface a été utilisé à cette fin [32].

La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et l'analyse thermogravimétrique (TGA) ont été réalisées à l'aide d'un appareil PerkinElmer STA 6000 en utilisant des échantillons de 2,5 mg de tissu témoin et de 2,6 mg d'IIF placés dans un bac en céramique micro-perforé pour le contrôle de la pression interne afin d'éliminer complètement l'eau et les autres substances volatiles des bacs de test. Le test a été réalisé à partir d'une température initiale de 30 °C à 600 °C à une montée de 10 °C/min sous un flux de N2 de 10 ml/min [33].

La longueur de flexion du tissu est calculée à l'aide d'un testeur de rigidité (Sri Balaji Chemicals & Instruments, Ashok Vihar, Delhi, Inde). Dans un premier temps, la longueur en porte-à-faux était obtenue lorsque la pointe de l'éprouvette (25 × 200 mm) venait d'atteindre un plan passant par le bord de la plate-forme et était inclinée d'un angle de 41,5° sous l'horizontale. Ensuite, la rigidité en flexion a été calculée à partir de la valeur de la longueur de flexion et du poids par mètre carré de tissu (GSM) [34].

où W = poids du tissu en grammes par mètre carré et C = longueur de flexion de l'éprouvette en mm.

La résistance à l'éclatement du tissu a été mesurée à l'aide d'un testeur de résistance à l'éclatement hydraulique à membrane (Sri Balaji Chemicals & Instruments, Ashok Vihar, Delhi, Inde). Trois échantillons de tissu circulaires (≥ surface de diaphragme en caoutchouc 100 cm2) ont été prélevés à trois endroits différents sur l'ensemble de l'échantillon de tissu et testés en appliquant la force via le diaphragme avec un ordre croissant jusqu'à ce que les échantillons éclatent. Les résultats ont été rapportés sous forme de moyenne ± écart-type. Une procédure similaire a été suivie pour le tissu témoin ainsi que pour l'IIF après plusieurs lavages.

L'indice d'éclatement est calculé comme la résistance à l'éclatement par GSM des échantillons de tissu.

Dix échantillons de fil ont été prélevés dans les sens chaîne et trame (chacun 50 cm) et les poids individuels ont été enregistrés. Les valeurs Tex ont été calculées à l'aide de la formule suivante.

Trois morceaux d'échantillons de tissu (0,5 cm × 0,5 cm) ainsi que 100 ml d'eau distillée ont été prélevés pour tester le pH du tissu. Tous les échantillons ont été placés dans de l'eau distillée et agités pendant 1 h. Le pH a été mesuré à l'aide d'un pH-mètre numérique (Oakton EUTECH Instruments) et les valeurs ont été enregistrées [35]. Les études ont été réalisées en triple exemplaire et les résultats ont été rapportés sous forme de moyenne ± écart type.

Des boîtes de Pétri en plastique de 8,5 cm de diamètre et de 1,4 cm de hauteur ont été utilisées pour évaluer rapidement la répulsion comparative des non traités et des IIF contre les punaises de lit (C. lectularius) [maintenu au Laboratoire de recherche sur la défense (DRL), DRDO, Assam ; maintenu à une température ambiante de 25 à 28 °C, une humidité de 60 ± 15 % et une période photo de 12 h 12)]. La surface de la plaque de Pétri a été divisée en deux moitiés égales ; une moitié était recouverte d'IIF et l'autre de tissu témoin. Dix punaises de lit (adultes à jeun de 7 jours) ont été relâchées au centre de chaque boîte de Petri. Le nombre de punaises de lit présentes de chaque côté des plaques a été enregistré après 24 h et calculé en pourcentage de répulsion [36]. Les expériences ont été réalisées après les 0, 1er, 2e, 5e, 10e et 20e cycles de lavage en triple exemplaire, et les résultats ont été rapportés sous forme de moyenne ± écart type. Le pourcentage de répulsion a été calculé en utilisant la formule suivante.

Ici, NC = nombre de punaises de lit sur tissu témoin, NIIF = nombre de punaises de lit sur IIF, et NT = nombre total de punaises de lit.

Des moustiques (Ae. aegypti et Ae. albopictus) ont été élevés au Laboratoire de recherche pour la défense, DRDO, Assam ; maintenu dans une plage de température de 25 à 28 ºC, une humidité relative de 60 ± 15 % et une photopériode de 12 h 12. Les stades larvaires ont été maintenus dans des plateaux en plastique (5 litres) avec de la poudre de levure (1:1) et du PUREPET™, Abis Exports (I) Pvt. Ltd., Chhattisgarh, Inde, comme source de nourriture pour les larves. Les moustiques adultes issus des pupes ont ensuite été maintenus dans des cages en bois (30 × 30 × 30 pouces) et munis de coton imbibé d'une solution de sucre à 10 %.

Le test biologique au cône a été réalisé selon le protocole OMS 2005. Dix femelles non nourries de sang âgées de 2 à 5 jours ont été exposées à l'IIF et au tissu témoin sous un cône standard de l'OMS pendant 3 min [37, 38]. Plus tard, les moustiques exposés ont été transférés dans une petite tasse (6,5 × 8,5 cm) avec accès à une solution sucrée et observés pour leur renversement à 15, 30 et 60 min suivi de la mortalité après 24 h d'exposition [39]. Les expériences ont été réalisées après les 0, 1er, 2e, 5e, 10e et 20e cycles de lavage en triple exemplaire, et les résultats ont été rapportés sous la forme de moyenne ± écart type.

Les résultats ont montré que le mélange de tissu PC imprégné d'alpha-cyperméthrine et de deltaméthrine était efficace pour repousser les punaises de lit (C. lectularius) et les moustiques (Ae. aegypti et Ae. albopictus), en maintenant également ses diverses propriétés physiques telles que la rigidité, le GSM, la résistance à l'éclatement, l'indice d'éclatement, etc., à différents intervalles de temps après différents cycles de lavage.

Les résultats des maxima de longueur d'onde pour ACP et DET se sont avérés être respectivement de 277 nm et 268 nm (Fig. 1). Différentes concentrations aliquotes ont été utilisées pour établir les courbes standard (Fig. 2). Les temps de rétention étaient de 5,8 min et 5,0 min pour l'ACP et le DET, respectivement. À partir des courbes standard obtenues, les calculs des résidus d'insecticide ont été effectués et les résultats pour les 0, 1er, 2e, 5e, 10e et 20e lavages ont été rapportés dans le tableau 1 et représentés graphiquement à la figure 3.

Détermination de λmax pour l'alpha-cyperméthrine (ACP) (a) et la deltaméthrine (DET) (b)

Courbe standard de l'alpha-cyperméthrine (ACP) (a) et de la deltaméthrine (DET) (b)

Analyse résiduelle insecticide de l'alpha-cyperméthrine (ACP) et de la deltaméthrine (DET) à différents cycles de lavage : 0, 1, 2, 5, 10 et 20. Chaque valeur est représentée en termes de moyenne ± écart type (n = 6)

Le MEB a été utilisé pour étudier la morphologie structurelle des échantillons de tissu. Les résultats ont été montrés pour le tissu témoin ainsi que pour l'IIF. Les échantillons ont été scannés avec un grossissement séparé à 50×, 200×, 500× et 1000×. Les micrographies SEM du tissu témoin et de l'IIF sont présentées à la Fig. 4. Une distinction claire peut être faite sur l'IIF qui montre le dépôt de particules sur la surface du tissu, qui sont indiquées par des pointes de flèches. De plus, les spectres EDX ont été présentés à la fois pour le contrôle et l'IIF (Fig. 5). Le spectre EDX du tissu témoin montre la présence uniquement de carbone et d'oxygène, tandis que l'IIF montre la présence de carbone, d'oxygène, d'azote, de chlore et de brome.

Images au microscope électronique à balayage (SEM) du tissu témoin (a–d) et du tissu imprégné d'insecticide (IIF) (e–h) à un grossissement de 50×, 200×, 500× et 1000×, respectivement

Spectres de rayons X à dispersion d'énergie (EDX) du tissu témoin (a) et du tissu imprégné d'insecticide (IIF) (b)

L'analyse DSC-TGA du tissu témoin et de l'IIF a été illustrée sur les Fig. 6 et 7. Le thermogramme DSC du tissu témoin et de l'IIF a montré des pics endothermiques caractéristiques. Pour le tissu témoin, il a montré des pics à 252 °C, 363 °C et 450 °C, et pour l'IIF, les pics endothermiques ont été trouvés à 98,3 °C, 255,5 °C et 443,8 °C. La courbe TGA a également montré un modèle de courbe similaire pour le tissu témoin et l'IIF. Pour le tissu témoin, une perte de masse initiale a été observée après 260 °C. La perte de masse jusqu'à 369 °C était de 49,2 %. Une deuxième perte de masse a été observée après 369 °C à 444 °C, soit 75,1 %. Lorsque les températures ont atteint 600 ºC, la perte de masse finale s'est avérée être de 91,0 %. Pour l'IIF, la perte de masse initiale a été observée après 260 ºC. La perte de masse à 369 °C était de 43,4 %, et une deuxième perte de masse a été observée après 369 °C à 444 °C, qui était de 80,7 %. Lorsque les températures ont atteint 600 °C, la perte de masse finale était de 94,8 %.

Courbe de calorimétrie différentielle à balayage (DSC) du tissu témoin (a) et du tissu imprégné d'insecticide (IIF) (b)

Courbe d'analyse thermogravimétrique (TGA) du tissu témoin (a) et du tissu imprégné d'insecticide (IIF) (b)

Les résultats des paramètres physiques sont présentés sous forme de moyenne ± écart type dans le tableau 2. Le GSM du tissu et la rigidité à la flexion se sont avérés augmenter après l'imprégnation d'insecticide. Pour le tissu témoin, les valeurs étaient de 169,09 ± 0,85 g/m2 et 21,81 ± 2,52 µNm, tandis que les mêmes valeurs pour l'IIF à zéro lavage étaient de 172,50 ± 1,41 g/m2 et 49,80 ± 2,92 µNm, respectivement ; ceci a encore été réduit à 169,36 ± 0,65 g/m2 et 12,96 ± 1,62 µNm pour l'IIF après le 20e lavage. Le pH du tissu s'est avéré proche de la neutralité entre 7,03 ± 0,12 et 7,47 ± 0,06. La résistance à l'éclatement et l'indice d'éclatement pour le tissu témoin étaient de 15,07 ± 0,47 KN et 0,0891 ± 0,0032 KN.m2/gm tandis que la même chose pour l'IIF à zéro lavage était de 15,10 ± 0,6KN et 0,0876 ± 0,004 KN.m2/gm, respectivement. Cela a encore réduit à 13,76 ± 0,72 KN et 0,0813 ± 0,0044 KN.m2/gm au 20e lavage.

Les résultats du test sur plaque de Pétri sont représentés dans le tableau 3. À zéro lavage, le pourcentage de répulsion de l'IIF contre les punaises de lit (C. lectularius) était de 80,0 % après 24 h d'exposition, ce qui a progressivement diminué à 56,7 % après le 20e lavage. Les résultats sont représentés graphiquement à la Fig. 8.

Essai sur boîte de Petri de tissu imprégné d'insecticide (IIF) contre Cimex lectularius. Les valeurs sont représentées en termes de moyenne ± écart type (n = 3)

Les résultats de l'essai biologique au cône pour le pourcentage d'abattement d'Ae. aegypti et Ae. Les moustiques albopictus exposés à l'IIF après différents cycles de lavages à différents moments sont illustrés à la Fig. 9. L'IIF sans aucun lavage pourrait produire un pourcentage d'abattement d'environ 23,3%, 73,3% et 86,6% pour Ae. aegypti et 43,3 %, 76,6 % et 100 % pour Ae. moustiques albopictus à 15, 30 et 60 min post-exposition, respectivement. De plus, un pourcentage de knockdown > 50 % et > 60 % post-exposition (60 min) a été observé en cas d'Ae. aegypti et Ae. moustiques albopictus respectivement jusqu'à 20 cycles de lavages. Un taux de mortalité d'environ 80,0 % a été observé pour les deux après 24 h d'exposition. Le schéma de mortalité d'Ae. aegypti et Ae. Les moustiques albopictus exposés à l'IIF sont présentés dans le tableau 4. Les résultats ont été évalués statistiquement à l'aide d'une ANOVA à une voie suivie du test de comparaison multiple de Tukey à l'aide de GraphPad Prism 7.00.

Essai biologique au cône de tissu imprégné d'insecticide (IIF) à différents cycles de lavage contre les moustiques Aedes aegypti (a) et Ae. albopicus (b). Le pourcentage de knockdown/mortalité observé jusqu'à 24 h (1440 min). Chaque valeur est représentée sous forme de moyenne ± écart type. Les valeurs étaient non significatives, P > 0,05 (ANOVA unidirectionnelle suivie du test de comparaison multiple de Tukey)

De nombreuses formulations d'insectifuges ont été documentées et commercialisées à ce jour, mais seules quelques-unes sont disponibles et peuvent montrer une répulsion efficace prometteuse tout au long de la durée de conservation. Contrairement aux formulations traditionnelles, qui exigent des administrations topiques et nécessitent des efforts supplémentaires, cette étude s'est concentrée sur une méthode d'imprégnation unique orientée tissu comme méthode alternative pour résister à ces vecteurs de propagation de maladies d'une manière plus simple et plus pratique. Nous avons démontré que l'IIF est suffisamment efficace pour repousser les Ae élevés en laboratoire. albopictus et Ae. aegypti et a également une répulsion suffisante contre les punaises de lit communes élevées en laboratoire (C. lectularius) jusqu'à 20 lavages. Selon des études de recherche récentes, les punaises de lit peuvent également être des vecteurs efficaces d'infections, notamment Bartonella quintana et Trypanosoma cruzi [40]. Aedes spp. sont largement reconnus pour transmettre la dengue dans de nombreuses régions du monde. Le changement climatique a également contribué à l'extension de l'aire de répartition des moustiques et à la résistance aux pesticides ; par conséquent, une exposition minimale aux insecticides est suggérée dans les activités anti-moustiques [41]. La protection individuelle par imprégnation d'insecticides sur un tissu est l'une des méthodes efficaces pour repousser et prévenir les piqûres de divers insectes hématophages comme les moustiques, les glossines, les acariens, les tiques, etc. [15, 18, 42,43,44,45]. La littérature précédente montre que les pyréthrinoïdes peuvent servir de puissant répulsif spatial produisant une excito-répulsion des moustiques et des punaises de lit. En fait, l'ACP et le DET à des concentrations particulières peuvent provoquer un évitement comportemental conduisant à l'inhibition de l'alimentation sanguine et aboutissant finalement à l'élimination des insectes [42, 44, 46].

Dans cette étude, des insecticides ont été imprégnés sur un tissu en mélange de coton polyester (PC) en utilisant la méthode de trempage. Les tissus imprégnés ont été évalués pour leur potentiel à repousser les punaises de lit (C. lectularius) et les moustiques (Ae. aegypti et Ae. albopictus) ainsi que leurs propriétés physiques à divers intervalles de temps après différents cycles de lavage. Les résultats des essais in vivo étaient cohérents avec les découvertes précédentes. Dans le test sur plaque de Pétri, les punaises de lit ont eu la même possibilité de se déplacer vers deux moitiés égales des plaques de Pétri contenant du tissu non traité et imprégné. Le test sur plaque de Pétri utilisant un tissu imprégné de DEET réalisé par Wang et al. en 2013 ont montré qu'il s'agissait d'une méthode simple et rapide pour étudier la répulsion des punaises de lit [47]. De nombreuses formulations à base de plantes et d'huiles essentielles sont actuellement disponibles sur le marché, mais en raison de leur courte durée d'action (jusqu'à 8 à 12 h), leur applicabilité est limitée ; au contraire, notre IIF développé sera efficace pendant une période de temps relativement plus longue, jusqu'à quelques mois (minimum de 20 cycles de lavage) [48]. Dans l'étude actuelle en utilisant un protocole d'essai similaire, la répulsion s'est avérée être de 80 % après 24 h d'exposition pour un tissu non lavé et progressivement décédée à 56,6 % après le 20e lavage. Un essai biologique au cône a été réalisé selon les directives de l'OMS (OMS 2005), qui a révélé le pourcentage d'abattement et de mortalité des moustiques jusqu'à 60 min et 24 h après l'exposition [38]. Le pourcentage de renversement a diminué après des lavages successifs mais était toujours capable de provoquer > 50 % de renversement après le lavage final. Par rapport à une étude précédente menée par Sukumaran et al., en 2014, un taux de mortalité de 100 % a été observé jusqu'au 25e cycle de lavage, qui a encore diminué après les lavages suivants [49]. Au contraire, une mortalité de 83,3 % a été observée dans la présente étude contre les deux espèces de moustiques, et les valeurs se sont avérées non significatives (P > 0,05). La légère diminution du taux de mortalité peut être attribuée à la méthode de trempage manuel [18].

L'analyse résiduelle a été effectuée pour quantifier le contenu des insecticides restant après différents cycles de lavage. Pour cela, la procédure de l'OMS a été adoptée pour le lavage, suivie d'une méthode d'extraction par ultrasons. L'extraction a été effectuée à une température constante de 75 ºC sous agitation continue en utilisant de l'acétonitrile comme solvant d'extraction. La température a été choisie en tant que telle en raison de la présence d'un liant (PVA) utilisé dans le tissu qui fond au-dessus de 70 ºC [50]. Les conditions chromatographiques optimisées utilisées dans l'étude pour les insecticides individuels sont données dans le fichier supplémentaire 1 : tableau S1. Les chromatogrammes ont montré de bons pics de séparation pour l'ACP et le DET. D'après les résultats de l'analyse des résidus d'insecticide, une réduction de 85,9 % de la teneur en DET et une réduction de 40,7 % de la concentration d'ACP ont été trouvées après 20 lavages. Ces réductions du contenu résiduel peuvent correspondre à la réduction globale de la bioefficacité in vivo de l'IIF testé à la fois contre les moustiques et les punaises de lit.

Pour la morphologie de surface, les analyses SEM et EDX sont considérées comme les méthodes d'évaluation pouvant indiquer une imprégnation réussie [49, 51]. Les micrographies SEM du contrôle et de l'IIF (Fig. 4) montrent un dépôt clair d'agents insecticides entre les fibres. L'analyse élémentaire de l'IIF effectuée à l'aide d'EDX (Fig. 5) montre en outre les lignes d'identification des grandes énergies d'émission des éléments, comme en témoigne le spectre. En tant que squelette structurel de l'ACP et du DET, il contient des atomes de chlore, de brome et d'azote en plus du carbone et de l'oxygène. Ainsi, l'apparition de ces éléments particuliers suggère la présence d'alpha-cyperméthrine (C22H19Cl2NO3) et de deltaméthrine (C22H19Br2NO3) s'imprégnant sur le tissu. Dans l'échantillon de contrôle, cependant, aucun de ces éléments n'a été observé.

L'analyse DSC-TGA a été effectuée pour observer les changements de capacité thermique résultant des transitions endothermiques et exothermiques ainsi que le comportement de dégradation thermique du tissu témoin et de l'IIF. Pour l'IIF, un pic endothermique distinct a été observé à 98,3 ° C, ce qui peut être dû à la présence de pyréthrinoïdes. D'après les thermogrammes TGA, la perte de masse initiale a été observée au-delà de 260 ºC, ce qui peut être dû à l'initiation de la fusion des fibres de polyester. Après cela, deux étapes de perte de masse ont été observées, l'une à environ 340–370 °C (40–50 %), qui peut être due à la dégradation des fibres de coton, et l'autre à environ 440–455 °C (70–80 %), qui était due à la dégradation finale des fibres de polyester des échantillons de tissu [52]. Lorsque la température a augmenté jusqu'à 600 °C, une perte de poids finale a été observée de 90 à 95 %. Les pertes de poids totales des échantillons ont été identifiées et la décomposition du tissu témoin s'est avérée légèrement inférieure à celle du test. Ainsi, à partir de l'analyse DSC-TGA, le pic endothermique significatif et le modèle de perte de poids montrent une imprégnation réussie et ne causent aucune entrave aux propriétés thermiques du tissu [41].

Concernant les propriétés physiques, les valeurs GSM du tissu ont augmenté après imprégnation car les insecticides adhèrent à la surface du tissu [53,54,55,56]. Dans l'étude actuelle, la valeur GSM de l'IIF non lavé s'est avérée augmentée par rapport à l'échantillon témoin. Selon l'exigence de pH standard spécifiée par l'ISO, le tissu à usage direct doit être compris entre 4,0 et 7,5 [35]. Des valeurs supérieures ou inférieures affectent non seulement les performances du textile, mais peuvent également nuire à la santé humaine. Aucun tel écart de pH n'a été observé dans le tissu après imprégnation, tandis que la résistance à l'éclatement, qui est généralement un paramètre déterminant de l'intégrité de l'échantillon, a légèrement diminué après chaque lavage. De même, on a également observé que la rigidité du tissu était diminuée en raison de la réduction du frottement entre les fils à l'intérieur du tissu. Le liant utilisé dans l'imprégnation était connu pour provoquer une légère réduction de la lubrification des fibres, ce qui a également été observé dans la présente étude [57]. La rigidité en flexion d'un tissu dépend généralement des propriétés du fil. L'augmentation initiale de la valeur peut être attribuée au dépôt d'insecticides et de solution de polymère, ce qui réduit le frottement interne des fibres [58]. Une diminution supplémentaire après les lavages ultérieurs peut être due à la perte d'ingrédients actifs et de fibres dépassant des surfaces du tissu [35].

En conclusion, le tissu imprégné d'insecticide (IIF) peut servir de barrière potentielle aux vecteurs pathogènes avec une bonne durabilité et une propriété de longue durée. Ceci peut être attribué à l'incorporation de pyréthrinoïdes en combinaison, qui fournit l'efficacité optimale ; ceci est étayé de manière concluante par les valeurs trouvées dans la présente étude. Des études futures pourraient être intéressantes pour rechercher d'autres vecteurs cibles afin d'évaluer leurs caractéristiques répulsives.

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans le manuscrit final.

Alpha-cyperméthrine

Deltaméthrine

Tissu imprégné d'insecticide

Chromatographie en phase liquide à haute performance

La microscopie électronique à balayage

Rayons X à dispersion d'énergie

Calorimétrie à balayage différentiel

Analyse thermogravimétrique

Coton polyester

Acétate de polyvinyle

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Tours par minute

Gramme par mètre carré

Analyse de variance

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Organisation internationale de normalisation

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Les auteurs remercient le Dr Dev Vrat Kamboj, directeur du Laboratoire de recherche sur la défense (DRL), DRDO, Tezpur, Assam, pour avoir fourni des installations d'infrastructure et des ressources adéquates pour mener ce travail de recherche.

N'est pas applicable.

Division de la technologie pharmaceutique, Laboratoire de recherche pour la défense (DRL), DRDO, Tezpur, 784001, Assam, Inde

Ajay Kakati, Amartya Banerjee, Parikshit Das, Buddhadeb Saha, Danswrang Goyary, Sanjeev Karmakar, Sumit Kishor, Yangchen D. Bhutia et Pronobesh Chattopadhyay

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Tous les auteurs ont contribué de manière significative à cette étude. PC, DG et YB ont conceptualisé, aidé à la gestion des ressources et supervisé cet article. AK et PD ont réalisé l'expérimentation analytique et les études morphologiques. AB et BS ont effectué le test biologique et le test des paramètres physiques de l'IIF préparé. SK1 et SK2 ont contribué à la fourniture de ressources et à la partie enquête. AK et PD ont préparé et révisé le manuscrit original. PC a examiné de manière critique le manuscrit final. Les opinions contenues dans ce document sont les opinions personnelles des auteurs uniquement et ne doivent pas être considérées comme des opinions officielles du Laboratoire de recherche pour la défense (DRL), DRDO, gouvernement de l'Inde. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance avec Pronobesh Chattopadhyay.

N'est pas applicable.

Les auteurs déclarent n'avoir aucun intérêt concurrent.

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Tableau S1. Conditions chromatographiques HPLC pour ACP et DET.

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Réimpressions et autorisations

Kakati, A., Banerjee, A., Das, P. et al. Développement de tissus en mélange polyester/coton imprégnés d'insecticide et évaluation de leurs caractéristiques répulsives contre Cimex lectularius et les vecteurs de la dengue Aedes albopictus et Aedes aegypti. Vecteurs parasites 16, 122 (2023). https://doi.org/10.1186/s13071-023-05740-1

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Reçu : 18 novembre 2022

Accepté : 15 mars 2023

Publié: 09 avril 2023

DOI : https://doi.org/10.1186/s13071-023-05740-1

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