science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Sommige antibacteriële middelen hebben een zorgwekkende zilveren voering

Zilver staat al lang bekend om zijn vermogen om enkele van de vervelende microben te doden die mensen ziek kunnen maken. In ziekenhuizen, het wordt gebruikt om slachtoffers te verbranden, om ziektekiemen op katheters te bestrijden en zelfs om gevaarlijke "superbacteriën" uit te roeien die resistent zijn geworden tegen traditionele antibiotica.

Nutsvoorzieningen, inspelen op de angst van de consument voor ziektekiemen, bedrijven voegen kleine, krachtige zilverdeeltjes tot snijplanken, ondergoed, yogamatten, hardloopshirts, sokken en een groeiend aantal andere "antibacteriële" goederen.

Dergelijke producten worden mogelijk gemaakt door recente technologische vooruitgang waarmee fabrikanten zilver van nanoformaat kunnen maken en in verschillende materialen kunnen verwerken. (Een nanometer is een miljardste meter; een mensenhaar is ongeveer 80, 000 tot 100, 000 nanometer breed.)

Maar sommige wetenschappers en milieuwaakhondgroepen zeggen dat het wijdverbreid gebruik van nanozilver risico's kan opleveren. omdat niemand weet hoe chronische blootstelling aan de deeltjes op de lange termijn de menselijke gezondheid of het ecosysteem kan beïnvloeden.

Ze maken zich ook zorgen dat zilver zijn vermogen om infecties te bestrijden verliest als bacteriën resistenter worden, een fenomeen dat al wordt gezien bij andere antibiotica en bij triclosan, een ingrediënt toegevoegd aan antibacteriële zepen, cosmetica en andere commerciële goederen.

"Sommige mensen zijn behoorlijk bang voor bacteriën, en de neiging tot overmatig gebruik van zilver is waarschijnlijk, " zei Samuel Luoma, een emeritus onderzoeker bij de U.S. Geological Survey en de auteur van "Silver Nanotechnologies and the Environment, " een rapport gepubliceerd door het Pew Project on Emerging Nanotechnologies.

"Wat mij zorgen baart, is de explosie van producten waarvan we niet weten dat ze effectief zijn en die niet nodig zijn, " zei Luoma. "Het is belangrijk om te bewijzen dat het de moeite waard is om het risico te nemen voordat we het in het milieu plaatsen."

Het Amerikaanse Environmental Protection Agency is onlangs begonnen met het eisen van fabrikanten van nanozilver om hun producten te registreren, zeggen dat de deeltjes andere risico's kunnen opleveren dan conventioneel zilver. Maar critici, waaronder de Natural Resources Defense Council, zeggen dat het proces van het agentschap gebrekkig is omdat het de producten enkele jaren voor de voltooiing van veiligheidsstudies commercieel kan verkopen.

Consumenten, In de tussentijd, kunnen vaak niet zien of producten zilver van nanoformaat bevatten, omdat nanomaterialen niet geëtiketteerd hoeven te worden.

"De aanwezigheid van nanotechnologie in consumentenproducten is ondergronds gegaan, " zei Emma Fauss, die in 2008 een inventaris opstelde van commerciële nanotechnologieproducten voor het Pew-project. "Fabrikanten schrikken ervoor om dingen in hun producten te etiketteren, tenzij het trendy is. Er is een perceptie dat als het geëtiketteerd is, het kan gevaarlijk zijn."

Zilver doodt ziektekiemen wanneer het oxideert en geeft zilverionen af, die dodelijk zijn voor bacteriën en gisten. Oude beschavingen gebruikten het metaal om open wonden te behandelen, en Amerikaanse pioniers gooiden zilveren munten in wateropslagvaten om het water vers te houden.

Nanodeeltjes van zilver, die van nature kunnen voorkomen, zijn krachtiger dan grotere deeltjes omdat hun grote oppervlakte ten opzichte van hun massa het aantal vrijgekomen ionen verhoogt.

De zilverindustrie zegt dat de zorgen over nanozilver ongegrond zijn, wijzend op de geschiedenis van zilver als een effectief antibioticum en opmerkend dat de meeste toepassingen zeer kleine hoeveelheden gebruiken.

Het zegt ook dat zilver van nanoformaat niet nieuw is en al meer dan een eeuw ononderbroken wordt gebruikt. Zilverproducten op nanoschaal worden al sinds de jaren 70 veilig gebruikt in zwembaden en drinkwaterzuivering. zei Rosalind Volpe, uitvoerend directeur van de Silver Nanotechnology Working Group.

"Het is de meest duurzame en inmiddels de meest onderzochte en veiligste biocidetechnologie op de markt, " zei Carlo Centonze, CEO van het Zwitserse bedrijf HeiQ, dat zilver van nanoformaat produceert, voornamelijk voor gebruik in medische producten.

Sommige fabrikanten beweren ook dat het behandelen van textiel met zilveren nanodeeltjes het milieu ten goede komt door de noodzaak voor wassen te verminderen, waardoor reiniging bij lagere temperaturen mogelijk is en de producten duurzamer worden.

In het algemeen, experts zijn het erover eens dat mensen redelijk hoge doses zilver veilig kunnen verdragen. Nieuw is dat in de afgelopen tien jaar nanodeeltjes zijn gemanipuleerd en op plaatsen zijn geplaatst waar zilver nog nooit eerder is geweest.

Sommige wetenschappers en milieu-gezondheidsgroepen vrezen dat juist de eigenschappen die deze deeltjes nuttig maken - hun verdwijnend kleine omvang en grote oppervlakte - onbedoelde gevolgen kunnen hebben zodra ze in het menselijk lichaam en het milieu terechtkomen.

Zowel dierstudies als computermodellen hebben aangetoond dat nanodeeltjes, inclusief nanozilver, kan zich door het lichaam verspreiden naar organen en weefsels.

"Nanodeeltjes zijn kleine bundels puur metaal die in het lichaam kunnen oplossen als ze als deeltje worden opgenomen, ' zei Luoma.

"Naar mij, " hij voegde toe, "Het grote risico is om nanozilver in te nemen of in te ademen als we niet zeker weten of er een uniek risico is in deze vorm."

Net als andere kiemdoders, inclusief antibiotica, nanozilver kan ook de delicate balans van bacteriën in het spijsverteringskanaal verstoren, zei Marina Quadros, associate director van het Virginia Tech Center for Sustainable Nanotechnology. "Onder de juiste omstandigheden zilveren nanodeeltjes zijn zeer effectief in het doden van bacteriën, zowel het goede als het slechte, " ze zei.

Naast de mogelijke impact van nanozilver op de menselijke gezondheid, bezorgdheid over het milieu doemt op.

"Er is duidelijk bewijs dat zilver, en in het bijzonder nanozilver, giftig is voor in het water en op het land levende organismen" en voor cellen van zoogdieren in laboratoriumonderzoek, de EPA vermeld in een rapport uit 2010.

Mogelijke bronnen van vervuiling door nanozilver zijn onder meer stortplaatsen, afvalwaterzuiveringsinstallaties en industriële installaties. Verschillende laboratoriumstudies hebben ook aangetoond dat nanozilver bij het wassen uit producten kan uitlogen.

"Als we tonnen zilveren nanodeeltjes gaan gebruiken en er nog veel meer in de afvoer verdwijnen, dan krijgen we misschien een effect dat we in het verleden niet hebben gezien, " zei Amy Pruden, een professor civiele en milieutechniek aan Virginia Tech die onderzoekt of zilveren nanodeeltjes in afvalstromen antibioticaresistentie bij microben kunnen stimuleren.

Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat nanozilver in afvalwater de neiging heeft om te worden omgezet in zilversulfide, een veel minder giftige stof, zei Mark Wiesner, directeur van het Center for the Environmental Implications of Technology aan de Duke University.

Onderzoekers daar ontdekten ook dat de overgrote meerderheid van nanozilver dat een afvalwaterzuiveringscentrum binnenkomt, uit het water wordt verwijderd omdat het blijft plakken aan bacteriën die zich voeden met organisch materiaal.

Maar deze bacteriën Pruden zei, uiteindelijk bezinken om biologische vaste stoffen te vormen, of "slib, " dat wordt toegepast als meststof op landbouwgrond. Nanozilver in het slib kan de bodembacteriën aantasten die verantwoordelijk zijn voor de kringloop van stikstof en koolstof, ze zei.

Pesticiden, waaronder chemicaliën die bacteriën doden, moeten worden geregistreerd bij de EPA voordat ze kunnen worden verkocht of gedistribueerd. Maar tot voor kort, the agency did not consider nanosilver to be different from regular silver. That allowed a variety of nanosilver products to enter the market based on the toxicity data for conventional silver.

The EPA now reviews nano-sized silver separately, recognizing that nano-sized particles have different characteristics and may have different effects on human and environmental health. Sinds 2011, the agency has "conditionally approved" two pesticide products containing nanosilver as the active ingredient.

Environmental health organizations complain that the conditional approval process allows products to be marketed several years before all the safety studies have been submitted, potentially putting consumers at risk.

Vorig jaar, the Government Accountability Office reported that the EPA couldn't reliably or systematically track how many products had been conditionally registered or whether the safety studies were submitted. In its response, the EPA said it was working to improve its oversight, including designing an automated data system.

For consumers, the safety picture on nanosilver is murky to say the least. Products launched before the change in EPA rules remain on the market, and little information is available on how much silver a product contains and what size it might be.

When the European Commission tried to investigate the safety, health and environmental effects of nanosilver, it had difficulty reaching any conclusions.

"A specific human risk assessment for silver nanoparticles is not feasible as information on possible long-term effects are lacking, " its report stated.

Until such data are collected, some argue that nanosilver shouldn't be used in consumer products, in part to preserve silver's ability to fight infections.

Germany's risk management agency cited that reason in arguing that silver should not be used as an antimicrobial ingredient on a large scale, with the exception of medical applications.

"Silver was and continues to be a valuable tool, " said Andrew Maynard, director of the University of Michigan Risk Center. "There is a real fear that if we are indiscriminate with use, we could accelerate resistance."

But Maynard also said people may have taken the assumption of harm too far, in the absence of more concrete evidence. Using nanosilver in a product may make sense if it serves a medical purpose and proves effective, hij zei.

"Rather than a marketing ploy, it should be something that will benefit people, " Maynard said. "We've survived for many years without having antimicrobial shirts and tools."

©2014 Chicago Tribune
Distributed by MCT Information Services