Search for content and authors
 

Nanocząstki srebra, potencjał i bezpieczeństwo.

Tomasz Niemiec 1Marta Grodzik 1Ewa Sawosz Chwalibóg 1Agnieszka Muszyńska 1Andrzej Chwalibóg 2

1. Warsaw University of Life Sciences, Nowoursynowska 159C, Warsaw 02-787, Poland
2. University of Copenhagen, Universitetsparken 5, Copenhagen DK-2100, Denmark

Abstract

Nanocząstki srebra są jednym z najbardziej skomercjalizowanych produktów nanobiotechnologii. Świętują swoje triumfy na rynku chemicznym, spożywczym, kosmetycznym, odzieżowym, a także wśród asortymentu artykułów gospodarstwa domowego. Przemysł medyczny stosunkowo opornie korzysta z potencjału nanocząstek srebra, co w dużym stopniu wynika z udokumentowanej badaniami wiedzy na temat ich toksyczności. Należy jednak pamiętać, że w wielu obszarach medycyny nigdy nie zrezygnowano ze stosowania związków srebra, a nowe nano-odpowiedniki  mając większą powierzchnię oddziaływania i tym samym mniejszą koncentrację efektywną  oraz mniejszą toksyczność stają się bezkonkurencyjne (Sintubin i in., 2012).

Pomimo dużych ograniczeń do dzisiaj azotan srebra wykorzystywany jest do kauteryzacji naczyń krwionośnych lub ziarniaków (granuloma), obliteracji jamy opłucnej czy dezynfekcji oczu w zabiegu Credego. Z kolei sulfadaizyna srebra od lat sprawdza się w powszechnym leczeniu oparzeń. Obecnie metaliczne srebro o rozmiarach nano podbija potencjał i zakres aplikacyjny tego pierwiastka w medycynie i biologii. Już od dziesięciu lat komercyjnie sprzedawane są opatrunki z powłoką nanokrystaliczną, znajdując szerokie zastosowanie w leczeniu ran pooparzeniowych, martwicy naskórka, przewlekłych owrzodzeń i pęcherzyc. Działanie antybakteryjne wykazuje obiecujące efekty w walce z niebezpiecznymi i opornymi na antybiotyki szczepami szpitalnymi. Nanocząstki srebra wchodzące w skład cewników, kateterów, implantów czy cementu stosowanego w chirurgii kości zwiększają istotnie antymikrobiologiczne bezpieczeństwo ich użytkowania (Chaloupka i in., 2010). Szczególne zainteresowanie nanocząstki srebra wzbudziły w branży chemii gospodarczej, której asortyment nie tylko stosowany jest do odkażania pomieszczeń szpitalnych ale także na dużą skalę stosowany jest w utrzymaniu prawidłowych warunków zoochigienicznych w budynkach inwentarskich. Na etapie eksperymentów znajduje się obecnie ocena interakcji nanocząstek srebra z mikroflorą przewodu pokarmowego zwierząt gospodarskich (Sawosz i in., 2007; Chwalibog in., 2010; Sawosz i in., 2011). Konieczność poszukiwania bezpiecznej alternatywy dla wycofanych po 2006 roku antybiotykowych stymulatorów wzrostu była okazją do prac nad nanokoloidami srebra. Także szerszy aspekt intensyfikacji produkcji zwierzęcej wydaje się być wysoce kompatybilny z biopotencjałem nanotechnologii (Sawosz i in., 2010; Sikorska i in., 2010).

Nie powinien więc dziwić  fakt, że skomercjalizowane nanosrebro stało się szerokodostępne, a ekspozycja na nie ludzi i zwierząt jest jeszcze bardziej powszechna i permanentna. Konsekwencją tego jest większy dostęp srebra do tkanek i komórek żywych organizmów (Lem i in. 2012).

Pomimo ponad dziesięcioletnich intensywnych badań, naukowcom nie udało się wypracować wspólnego konsensusu w sprawie bezpieczeństwa stosowania nanocząstek srebra. Fakt ten nie tylko wynika z niedopracowania standardów metod produkcji i wytwarzanego asortymentu ale także z rezultatów wielu badań stwierdzających między innymi neurotoksyczność nanocząstek srebra zarówno in vitro jak i in vivo (Chen i in., 2008; Lem i in., 2012). Zatem konieczny jest monitoring producentów i produktów zawierających srebro oraz jak najszybsze wypracowanie standardów i metod ich restrykcji. Z drugiej strony, winno wymagać się od biotechnologów "konstruowania" bardziej bezpiecznych form nanocząstek, nie tylko dla ludzi i zwierząt ale także dla środowiska, aby wynikające z tego korzyści ustanowiły XXI wiek, wiekiem nanobiotechnologii.

Chaloupka K, Malam Y., Seifalian AM. 2010 Nanosilver as a new generation of nanoproduct in biomedical applications. Trends Biotechnol. 28.11. 580-588.

Chen X., Schluesener HJ. 2008.Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicol Lett. 176.1.1-12.

Chwalibog A., Sawosz E., Hotowy A., Szeliga J., Mitura S., Mitura K., Grodzik M., Orłowski P., Sokołowska A., 2010. Visualisation of interaction between inorganic nanoparticles and bacteria or fungi. Int. J. Nanomedicine, 5. 1085-1094.

Lem K.W., Choudhury A., Lakhani A. A., Kuyate P., Haw J.R., Lee D. S., Iqbal Z., Brumlik C. J. 2012. Use of nanosilver in consumer products. Recent Pat Nanotechnol. 6. 1.60-72.

Sawosz E., Binek M., Grodzi M., Zielińska M., Sysa P., Szmidt M., Niemiec T., Chwalibog A. 2007. Influence of hydrocolloidal silver nanoparticles on gastrointestinal microflora and morphology of enterocytes of quails. 61.6. 444-451.

Sawosz E., Grodzik M., Lisowski P., Zwierzchowski T., Niemiec T., Zielińska M., Szmidt M., Chwalibog A. 2010. Influence of hydrocolloids of Ag, Au and Ag/Cu alloy nanoparticles on the inflammatory state At transcriptional level. Bull. Vet. Inst. Pulawy 54. 81-85.

Sawosz E., Lepianka A., Sokół L., Grodzik M., Kizerwetter-Świda M., Binek M., Szeliga J., Beck I., Chwalibóg A. 2010. (In polish) Antimicrobial properties of silver nanoparticles in investigation in vitro. Regional and local study of South-East Poland. Monograph (ed. E. Grela) Tom IV, 148-156.

Sawosz, E., Chwalibog, A.,Mitura, K.,Mitura, S.,Szeliga, J., Niemiec, T., Rupiewicz, M., Grodzik, M., Sokołowska, A. 2011. Visualisation of morphological interaction of diamond and silver nanoparticles with Salmonella Enteritidis and Listeria monocytogenes. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11. 7627-7634.

Sikorska J., Szmidt M., Sawosz E., Niemiec T., Grodzik M., Chwalibog A. 2010. Can silver nanoparticles affect mineral content, structure and mechanical properties of chicken embryo’s bones? J. Anim. Feed Sci. 19. 286-292.

Sintubin L., Verstraete W., Boon N. 2012. Biologically produced nanosilver: Current state and future perspectives. Biotechnol Bioeng. in press.

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Invited oral at Nano-Biotechnologia PL, by Tomasz Niemiec
See On-line Journal of Nano-Biotechnologia PL

Submitted: 2012-07-09 11:51
Revised:   2012-07-10 14:53