Role of inorganic products with toothpaste on the biofilm development

Rôle de la charge inorganique des dentifrices sur la formation des biofilms

Franck Hui (1, 2) , Éric Palayodan (1, 2) , Benoît Quilichini (1, 2) , Jean Lédion (1, 2)

1 PIMM - Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux
2 LIM - Laboratoire d'Ingénierie des Matériaux

Biofilms have a significant effect on the development of numerous micro-organisms, as well in the case of waters intended for human consumption, as in the case of greywaters or natural resources. However, on the base of many analyses carried out on hundreds of biofilms, it was provenwithout any doubt that all the studied biofilms contain inorganic products sometimes in significant quantity. The characteristics of these inorganic products (formula, crystallinity) can be determined using the infrared absorption spectrometry based on CsBr micro-pellet analysis. These various products are analysed semi-quantitatively either directly by the measure of their absorbance or by comparing the absorbance before and after micro-pellet calcination. The calcination leads to the elimination of the organic compounds. The results show that the inorganic products are particularly abundant in the biofilms developed in the wastewater drains of domestic wash-hand basins, because of their remarkable abundance, due to very fast development kinetic. Thanks to the analysis methods, it is proven that silicon inorganic charges of the toothpastes are the main source of the development of these biofilms. In the case of non-domestic wash-hand basins, without toothpaste use, the biofilm development kinetic is lower.

Les biofilms jouent un rôle important dans le développement de micro-organismes très divers, que ce soit dans l’eau destinée à la consommation humaine, dans les eaux grises ou tout simplement dans les ressources naturelles. Or, à la suite de nombreux travaux effectués sur plusieurs centaines de biofilms, on a pu prouver, sans conteste, que tous les biofilms étudiés contenaient des produits minéraux en quantité quelquefois très importantes. Ces produits minéraux sont caractérisables (formule, cristallinité) grâce à la technique d’analyse par spectrométrie d’absorption infrarouge sur micropastilles. Ces divers produits sont mesurables, soit directement par une absorbance caractéristique, soit en comparant les absorbances avant et après calcination de la micropastille, la matière organique étant ainsi éliminée. C’est pour cela que l’on s’est intéressé plus particulièrement aux biofilms formés dans les évacuations de l’eau usée des lavabos à usage domestique, à cause de leur abondance remarquable, liée à une vitesse de développement très rapide. En mettant en œuvre les méthodes d’analyse précitées, on a pu ainsi prouver que c’était la charge minérale des dentifrices qui favorisait le développement de ces biofilms.

Mots clés: Toothpaste; Inorganic compounds; Infrared spectroscopy; Biofilms

Mots clés: dentifrice; biofilms; composés minéraux; Infrarouge

Domaines: Autre

Franck Hui, Éric Palayodan, Benoît Quilichini, Jean Lédion. Rôle de la charge inorganique des dentifrices sur la formation des biofilms. European journal of water quality - Journal européen d'hydrologie, 2010, 41 (2), pp.109-122. ⟨10.1051/water/2010008⟩. ⟨hal-02456198⟩