Secondo una ricerca congiunta finlandese-estone con dati ottenuti su due specie di crostacei, apparentemente non c'è motivo di considerare le nanoparticelle d'argento più pericolose per gli ecosistemi acquatici degli ioni d'argento. I risultati sono stati riportati sulla rivista Scienze ambientali e ricerca sull'inquinamento alla fine dell'anno scorso. Jukka Niskanen ha utilizzato le stesse reazioni di polimerizzazione e accoppiamento nella sua tesi di dottorato.

Per la sua tesi di dottorato Niskanen ha studiato diversi nanomateriali ibridi, cioè combinazioni di polimeri sintetici e inorganici (oro, nanoparticelle di argento e montmorillonite). Difenderà la sua tesi di dottorato all'Università di Helsinki ad aprile.

Parte della magia della nanoscienza è che sulla scala di un miliardesimo di metro, materia e materiali si comportano in modi che non sono ancora noti. Né si sa sempre quali tipi di effetti la versione nano della materia madre avrà sul suo ambiente.

"A causa del fatto che l'argento in forma di nanoparticelle è battericida e anche fungicida e impedisce anche la riproduzione di quegli organismi, è ora utilizzato in vari beni di consumo che vanno dai prodotti per la medicazione delle ferite all'abbigliamento sportivo, " dice Niskanen del Laboratorio di Chimica dei Polimeri dell'Università di Helsinki, Finlandia.

Mentre l'utilità dell'argento è stata stabilita, continua il dibattito sui meccanismi di tossicità delle sue varie forme verso i microrganismi ma anche verso specie non bersaglio. Anne Kahru, Responsabile del Laboratorio di Tossicologia Ambientale presso l'Istituto Nazionale di Fisica Chimica e Biofisica, Estonia, parla di un campo completamente nuovo dell'ecotossicologia:la nanoecotossicologia.

Finora, si sa poco degli effetti ambientali delle nanoparticelle d'argento e della loro tossicità per gli organismi acquatici. Uno studio congiunto dell'Università di Helsinki e dell'Istituto nazionale di fisica chimica e biofisica (Tallinn, Estonia), "Tossicità di due tipi di nanoparticelle d'argento per i crostacei acquatici Daphnia magna e Thamnocephalus platyurus ", mostra che le nanoparticelle d'argento non sono apparentemente più pericolose per gli ecosistemi acquatici di un sale d'argento solubile in acqua. Lo studio ha confrontato l'ecotossicità delle nanoparticelle d'argento e un sale d'argento solubile in acqua.

"La nostra conclusione è stata che i rischi ambientali causati dalle nanoparticelle d'argento non sono apparentemente superiori a quelli causati da un sale d'argento. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per raggiungere una chiara comprensione della sicurezza delle particelle contenenti argento, " dice Niskanen.

Infatti, Le nanoparticelle d'argento sono risultate dieci volte meno tossiche del nitrato d'argento solubile, un sale d'argento solubile utilizzato per il confronto.

La biodisponibilità dell'argento varia nei diversi mezzi di prova

Per spiegare questo fenomeno, i ricercatori fanno riferimento alla varianza nella biodisponibilità dell'argento ai crostacei in diversi mezzi testati.

Il docente universitario Olli-Pekka Penttinen del Dipartimento di Scienze Ambientali dell'Università di Helsinki prosegue osservando che i composti inorganici e organici disciolti nelle acque naturali (come l'humus), la durezza dell'acqua ei solfuri hanno un impatto decisivo sulla biodisponibilità dell'argento. A causa di ciò, la tossicità di entrambi i tipi di nanoparticelle testate e del nitrato d'argento misurato nel corso dello studio era inferiore nell'acqua naturale rispetto all'acqua dolce artificiale.

La tossicità delle nanoparticelle d'argento e degli ioni d'argento è stata studiata utilizzando due crostacei acquatici, una pulce d'acqua ( Daphnia magna ) e un gamberetto fatato ( Thamnocephalus platyurus ). Particelle stabilizzate con proteine ​​disponibili in commercio e particelle ricoperte con una sostanza solubile in acqua, polimero atossico, appositamente sintetizzato allo scopo, sono stati utilizzati nello studio. Primo, i polimeri sono stati prodotti utilizzando un metodo di polimerizzazione radicalica controllata. Le particelle d'argento innestate con polimero sintetico sono state quindi prodotte attaccando il polimero solubile in acqua alla superficie dell'argento con un legame di zolfo.

Jukka Niskanen ha utilizzato tali reazioni di polimerizzazione e accoppiamento nella sua tesi di dottorato, Materiali polimerici e ibridi:polimeri su superfici di particelle e interfacce aria-acqua, studiando diversi nanomateriali ibridi, cioè., combinazioni di polimeri sintetici e inorganici (oro, nanoparticelle di argento e montmorillonite). Niskanen difenderà la sua tesi di dottorato nel campo della chimica dei polimeri all'Università di Helsinki nell'aprile 2013.

In precedenza era noto da altri studi e risultati di ricerca che l'argento modifica il funzionamento di proteine ​​ed enzimi. È stato anche dimostrato che gli ioni d'argento possono impedire la replicazione del DNA. Per quanto riguarda le nanoparticelle d'argento, test condotti su varie specie di batteri e funghi hanno indicato che la loro tossicità varia. Per esempio, batteri gram-negativi come Escherichia coli sono più sensibili alle nanoparticelle d'argento rispetto a quelle gram-positive (come Staphylococcus aureus ). La differenza di sensibilità è causata dalle differenze strutturali delle membrane cellulari dei batteri. È stata studiata anche la tossicità cellulare delle nanoparticelle d'argento nei mammiferi. È stato suggerito che le nanoparticelle d'argento entrino nelle cellule tramite endocitosi e quindi funzionino allo stesso modo delle cellule batteriche, danneggiare il DNA e ostacolare la respirazione cellulare. Studi al microscopio elettronico hanno dimostrato che la pelle umana è permeabile alle nanoparticelle d'argento e che la permeabilità della pelle danneggiata è fino a quattro volte superiore a quella della pelle sana.