Volgens Fins-Ests gezamenlijk onderzoek met gegevens verkregen over twee soorten schaaldieren, er is blijkbaar geen reden om zilvernanodeeltjes gevaarlijker te achten voor aquatische ecosystemen dan zilverionen. De resultaten werden gerapporteerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en onderzoek naar vervuiling eind vorig jaar. Jukka Niskanen heeft dezelfde polymerisatie- en koppelingsreacties gebruikt in zijn proefschrift.

Voor zijn proefschrift heeft Niskanen verschillende hybride nanomaterialen bestudeerd, d.w.z. combinaties van synthetische polymeren en anorganische (goud, zilver en montmorilloniet) nanodeeltjes. In april verdedigt hij zijn proefschrift aan de Universiteit van Helsinki.

Een deel van de magie van nanowetenschap is dat op de schaal van een miljardste meter, materie en materialen gedragen zich op manieren die nog niet bekend zijn. Ook is niet altijd bekend welke effecten de nanoversie van de moederstof op de omgeving zal hebben.

"Vanwege het feit dat zilver in de vorm van nanodeeltjes bactericide en ook fungicide is en ook de reproductie van die organismen verhindert, het wordt nu gebruikt in verschillende consumptiegoederen, variërend van wondverzorgingsproducten tot sportkleding, " zegt Niskanen van het Laboratorium voor Polymeerchemie aan de Universiteit van Helsinki, Finland.

Hoewel het nut van zilver is vastgesteld, het debat over de toxiciteitsmechanismen van zijn verschillende vormen voor micro-organismen maar ook voor niet-doelsoorten gaat door. Anne Kahru, hoofd van het laboratorium voor milieutoxicologie van het National Institute of Chemical Physics and Biophysics, Estland, spreekt over een heel nieuw gebied van ecotoxicologie:nano-ecotoxicologie.

Tot dusver, er is weinig bekend over de milieueffecten van zilveren nanodeeltjes en hun toxiciteit voor in het water levende organismen. Een gezamenlijke studie van de Universiteit van Helsinki en het National Institute of Chemical Physics and Biophysics (Tallinn, Estland), "Toxiciteit van twee soorten zilveren nanodeeltjes voor in het water levende schaaldieren Daphnia magna en Thamnocephalus platyurus ", toont aan dat zilveren nanodeeltjes blijkbaar niet gevaarlijker zijn voor aquatische ecosystemen dan een in water oplosbaar zilverzout. De studie vergeleek de ecotoxiciteit van zilveren nanodeeltjes en een in water oplosbaar zilverzout.

"Onze conclusie was dat de milieurisico's veroorzaakt door zilveren nanodeeltjes schijnbaar niet groter zijn dan die veroorzaakt door een zilverzout. er is meer onderzoek nodig om een ​​duidelijk inzicht te krijgen in de veiligheid van zilverhoudende deeltjes, ' zegt Niskanen.

Inderdaad, zilvernanodeeltjes bleken tien keer minder toxisch te zijn dan het oplosbare zilvernitraat - een oplosbaar zilverzout dat voor de vergelijking werd gebruikt.

De biologische beschikbaarheid van zilver varieert in verschillende testmedia

Om dit fenomeen te verklaren, de onderzoekers verwijzen naar de variantie in de biologische beschikbaarheid van zilver voor schaaldieren in verschillende geteste media.

Universitair docent Olli-Pekka Penttinen van de afdeling Milieuwetenschappen van de Universiteit van Helsinki merkt verder op dat de anorganische en organische verbindingen opgelost in natuurlijk water (zoals humus), waterhardheid en sulfiden hebben een duidelijke invloed op de biologische beschikbaarheid van zilver. Hierdoor, de toxiciteit van beide soorten geteste nanodeeltjes en het in de loop van het onderzoek gemeten zilvernitraat was in natuurlijk water lager dan in kunstmatig zoet water.

De toxiciteit van zilvernanodeeltjes en zilverionen werd bestudeerd met behulp van twee aquatische schaaldieren, een watervlo ( Daphnia magna ) en een feeëngarnaal ( Thamnocephalus platyurus ). In de handel verkrijgbare met eiwit gestabiliseerde deeltjes en deeltjes gecoat met een in water oplosbaar, niet-toxisch polymeer, speciaal voor dit doel gesynthetiseerd, werden gebruikt in de studie. Eerst, de polymeren werden geproduceerd met behulp van een gecontroleerde radicaalpolymerisatiemethode. Met synthetische polymeer geënte zilverdeeltjes werden vervolgens geproduceerd door het in water oplosbare polymeer met een zwavelbinding aan het oppervlak van het zilver te hechten.

Jukka Niskanen heeft dergelijke polymerisatie- en koppelingsreacties gebruikt in zijn proefschrift, Polymere en hybride materialen:polymeren op deeltjesoppervlakken en lucht-waterinterfaces, het bestuderen van verschillende hybride nanomaterialen, d.w.z., combinaties van synthetische polymeren en anorganische (goud, zilver en montmorilloniet) nanodeeltjes. Niskanen zal in april 2013 zijn proefschrift op het gebied van polymeerchemie verdedigen aan de Universiteit van Helsinki.

Eerder was uit andere onderzoeken en onderzoeksresultaten bekend dat zilver de werking van eiwitten en enzymen verandert. Ook is aangetoond dat zilverionen de replicatie van DNA kunnen voorkomen. Wat betreft zilveren nanodeeltjes, tests uitgevoerd op verschillende soorten bacteriën en schimmels hebben aangetoond dat hun toxiciteit varieert. Bijvoorbeeld, gramnegatieve bacteriën zoals Escherichia coli zijn gevoeliger voor zilveren nanodeeltjes dan grampositieve (zoals Staphylococcus aureus ). Het verschil in gevoeligheid wordt veroorzaakt door de structurele verschillen van de celmembranen van de bacteriën. De cellulaire toxiciteit van zilveren nanodeeltjes bij zoogdieren is ook onderzocht. Er is gesuggereerd dat zilveren nanodeeltjes cellen binnendringen via endocytose en vervolgens op dezelfde manier functioneren als in bacteriële cellen, DNA beschadigen en celademhaling belemmeren. Onderzoeken met elektronenmicroscoop hebben aangetoond dat de menselijke huid doorlaatbaar is voor zilveren nanodeeltjes en dat de doorlaatbaarheid van een beschadigde huid tot vier keer hoger is dan die van een gezonde huid.