Le nanoparticelle sono minuscoli pezzi di materiale di dimensioni variabili da uno a 100 miliardesi di metro. Oltre alle loro proprietà antimicrobiche, le nanoparticelle d'argento sono importanti a livello industriale come catalizzatori e nelle applicazioni elettroniche.

Nonostante la loro ubiquità, si sa poco sulla loro tossicità ambientale o su come potrebbe essere mitigata.

I ricercatori della Oregon State University hanno compiuto un passo fondamentale verso colmare il divario di conoscenze con uno studio che indica che la forma delle particelle e la chimica della superficie svolgono un ruolo chiave nel modo in cui influenzano gli ecosistemi acquatici.

I risultati, pubblicati in Nanomaterials , sono importanti perché suggeriscono che le nanoparticelle d'argento possono essere prodotte in formati che preservano le loro proprietà benefiche limitando al contempo quelle negative per l'ambiente.

Gli scienziati guidati da Marilyn Rampersad Mackiewicz e Stacey L. Harper hanno valutato in che modo le nanoparticelle d'argento di forma sferica e triangolare con cinque diverse caratteristiche chimiche di superficie hanno influenzato il loro assorbimento e la loro tossicità in un microcosmo di laboratorio di batteri, alghe, dafnie e pesci zebra embrionali.

Le dafnie sono minuscoli crostacei e il pesce zebra è una piccola specie d'acqua dolce che passa da una cella a un pesce che nuota in circa cinque giorni.

I pesci zebra sono particolarmente utili per studiare lo sviluppo e la genetica dei vertebrati, compresi gli effetti dei contaminanti ambientali e dei prodotti farmaceutici sulle prime fasi dello sviluppo embrionale. Condividono una notevole somiglianza con gli esseri umani a livello molecolare, genetico e cellulare; i pesci zebra embrionali sono di particolare interesse perché oltre a svilupparsi rapidamente, sono trasparenti e possono essere facilmente mantenuti in piccole quantità di acqua.

Gli autori notano che ogni anno vengono prodotte centinaia di tonnellate di nanoparticelle d'argento per usi commerciali, il che significa che è inevitabile che alcune finiscano negli ambienti acquatici.

"Le nanoparticelle d'argento non sono regolamentate dalla Food and Drug Administration e non si sa molto sulla loro tossicità, ad eccezione degli ioni d'argento liberi che possono derivare dall'ossidazione superficiale delle nanoparticelle", ha affermato Mackiewicz, assistente professore di chimica. "È noto che gli ioni d'argento liberi sono tossici e in questo articolo abbiamo trovato un modo per studiare la tossicità delle nanoparticelle d'argento e il modo in cui influiscono sull'ambiente indipendentemente dagli ioni d'argento velenosi."

Mackiewicz, Harper e collaboratori dei college di Scienze, Ingegneria e Scienze Agrarie dell'OSU hanno scoperto che le nanoparticelle d'argento influiscono negativamente su alcune specie ma non su altre.

"Ad esempio, c'è una diminuzione nella crescita dei batteri e della Dafnia, e la dimensione e la forma delle particelle possono contribuire a ciò, ma le nanoparticelle non hanno influenzato il pesce zebra", ha detto. "E le nanoparticelle rivestite di lipidi, composti organici presenti in molti oli e cere naturali, non hanno rilasciato quantità significative di ioni d'argento, ma hanno mostrato la massima tossicità per la Daphnia magna, la specie più sensibile nel microcosmo."

Nel complesso, ha affermato Mackiewicz, lo studio ha dimostrato che la forma e la chimica della superficie delle nanoparticelle d'argento possono essere manipolate per raggiungere obiettivi specifici necessari per una migliore comprensione e mitigazione dei rischi associati alle nanoparticelle d'argento. Uno studio correlato in attesa di pubblicazione, ha aggiunto, mostra che le piccole nanoparticelle sferiche sono più tossiche dei triangoli o dei cubi.

Le nanoparticelle sono il formato più recente, osserva Mackiewicz, per un elemento che nel corso della storia è stato utilizzato per limitare la diffusione delle malattie umane attraverso l'incorporazione in oggetti utilizzati nella vita di tutti i giorni. Il suo primo utilizzo documentato per scopi terapeutici risale a 3.500 anni fa.

Durante il Medioevo, le famiglie benestanti utilizzavano così tanti vasi d'argento, piatti e altri prodotti da sviluppare macchie bluastre sulla pelle note come argiria, una condizione che si ritiene abbia portato al termine "sangue blu" come descrizione per i membri dell'aristocrazia. /P>

Hanno collaborato con Mackiewicz e Harper allo studio i ricercatori dell'OSU Bryan Harper e Arek Engstrom.