A pesquisa explora maneiras de mitigar a toxicidade ambiental das onipresentes nanopartículas de prata
Crédito:Nanomateriais (2024). DOI:10.3390/nano14080654 A prata tem sido usada há muito tempo para impedir a propagação de doenças e, nos últimos anos, nanopartículas de prata foram incorporadas em produtos que vão desde desinfetantes, roupas resistentes a odores e máquinas de lavar até maquiagem, embalagens de alimentos e equipamentos esportivos.
Nanopartículas são pequenos pedaços de material que variam em tamanho de um a 100 bilionésimos de metro. Além de suas propriedades antimicrobianas, as nanopartículas de prata são importantes industrialmente como catalisadores e em aplicações eletrônicas.
Apesar da sua omnipresença, pouco se sabe sobre a sua toxicidade ambiental ou como pode ser mitigada.
Pesquisadores da Oregon State University deram um passo fundamental para preencher a lacuna de conhecimento com um estudo que indica que a forma das partículas e a química da superfície desempenham papéis importantes na forma como afetam os ecossistemas aquáticos.
As descobertas, publicadas em Nanomateriais , são importantes porque sugerem que as nanopartículas de prata podem ser produzidas em formatos que preservam suas propriedades benéficas e, ao mesmo tempo, limitam as que são ambientalmente negativas.
Cientistas liderados por Marilyn Rampersad Mackiewicz e Stacey L. Harper avaliaram como nanopartículas de prata esféricas e triangulares com cinco químicas de superfície diferentes afetaram sua absorção e toxicidade em um microcosmo de laboratório de bactérias, algas, Daphnia e peixes-zebra embrionários.
As dáfnias são pequenos crustáceos e o peixe-zebra é uma pequena espécie de água doce que passa de uma célula a um peixe nadador em cerca de cinco dias.
Os peixes-zebra são particularmente úteis para estudar o desenvolvimento e a genética dos vertebrados, incluindo os efeitos de contaminantes ambientais e produtos farmacêuticos no desenvolvimento embrionário inicial. Partilham uma notável semelhança com os humanos a nível molecular, genético e celular; Os peixes-zebra embrionários são de especial interesse porque além de se desenvolverem rapidamente, são transparentes e podem ser facilmente mantidos em pequenas quantidades de água.
Os autores observam que centenas de toneladas de nanopartículas de prata são produzidas todos os anos para usos comerciais, o que significa que é inevitável que algumas acabem em ambientes aquáticos.
"As nanopartículas de prata não são regulamentadas pela Food and Drug Administration e não se sabe muito sobre a sua toxicidade, exceto os íons de prata livres que podem resultar da oxidação superficial das nanopartículas", disse Mackiewicz, professor assistente de química. "Os íons de prata livres são conhecidos por serem tóxicos e neste artigo encontramos uma maneira de estudar a toxicidade das nanopartículas de prata e como elas impactam o meio ambiente, independentemente dos íons de prata venenosos."
Mackiewicz, Harper e colaboradores das faculdades de Ciências, Engenharia e Ciências Agrícolas da OSU descobriram que as nanopartículas de prata afetam negativamente algumas espécies, mas não outras.
“Por exemplo, há uma diminuição no crescimento de bactérias e Daphnias, e o tamanho e a forma das partículas podem contribuir para isso, mas as nanopartículas não afetaram o peixe-zebra”, disse ela. "E as nanopartículas revestidas de lipídios, compostos orgânicos encontrados em muitos óleos e ceras naturais, não liberaram quantidades significativas de íons de prata - mas exibiram a maior toxicidade para Daphnia magna, a espécie mais sensível do microcosmo."
No geral, disse Mackiewicz, o estudo mostrou que a forma e a química da superfície das nanopartículas de prata podem ser manipuladas para atingir objetivos específicos necessários para uma melhor compreensão e mitigação dos riscos associados às nanopartículas de prata. Um estudo relacionado que aguarda publicação, acrescentou ela, mostra que nanopartículas pequenas e esféricas são mais tóxicas do que triângulos ou cubos.
As nanopartículas são o formato mais recente, observa Mackiewicz, de um elemento que ao longo da história tem sido utilizado para restringir a propagação de doenças humanas através da incorporação em itens utilizados na vida quotidiana. Seu primeiro uso registrado para fins terapêuticos remonta a 3.500 anos.
Durante a Idade Média, as famílias ricas usavam tantos vasos, pratos e outros produtos de prata que desenvolveram descolorações azuladas da pele conhecidas como argiria, uma condição que se acredita ter levado ao termo "sangue azul" como uma descrição para membros da aristocracia.
Colaborando com Mackiewicz e Harper no estudo estavam os pesquisadores da OSU Bryan Harper e Arek Engstrom.
