Токсичность антимикробного серебра в продуктах можно снизить

Химики из Университета Хельсинки (Финляндия) разработали метод создания новых полимер-стабилизированных наночастиц серебра. Это значимый результат, поскольку антимикробные свойства серебра используются в текстиле, напольных покрытиях и красках, несмотря на то, что влияние наночастиц серебра на здоровье до конца не изучено. Исследователи полагают, что воздействие серебра можно снизить, химически связывая наночастицы с полимерами. Результаты работы скоро будут опубликованы в ведущем журнале Colloid and Polymer Science.

Антимикробные свойства серебра хорошо известны, и оно широко применяется в коммерческих продуктах: антимикробном текстиле, контейнерах, занавесках для душа, покрытиях для пола, красках, клеях, а также в кремах, дезодорантах и перевязочных материалах.

В США регистрация новых инсектицидов, содержащих наночастицы серебра, вызвала дебаты об их безопасности. Возникает вопрос, можно ли делать выводы о токсичности наночастиц серебра на основе данных о токсичности ионов серебра и металлического серебра.

Новый метод снижения токсичности

Метод, разработанный в Хельсинки, предлагает решение для снижения токсичности серебра. Наночастицы создаются путём восстановления солей металла (нитрата серебра) в присутствии стабилизирующего соединения. В данном случае в качестве стабилизирующего компонента используется полимер с реакционноспособной тиольной концевой группой (-SH). Известно, что тиольные группы эффективно связываются с серебром, что обеспечивает стабилизацию наночастиц и их связывание с полимерами.

Полимер представляет собой мягкий, каучукоподобный акрилат, содержащий водорастворимый блок, который позволяет ионам серебра высвобождаться из в остальном гидрофобного покрытия. Предполагается, что такие наночастицы можно использовать как покрытие или его компонент.

Механизмы токсичности и риски

Предложено несколько механизмов токсичности серебра для микроорганизмов:

• Ионы серебра реагируют в клетках с тиольными группами белков.
• Ионы серебра повреждают ДНК, ингибируя её репликацию.
• Способность серебра образовывать труднорастворимые соли (например, хлорид серебра AgCl) в цитоплазме клеток ингибирует клеточное дыхание.
• Наночастицы серебра эффективны против грамотрицательных бактерий, таких как E. coli, высвобождая ионы серебра и проникая в клетки.

Серебро, его ионы и наночастицы традиционно считались безвредными для человека. Однако последние исследования показали, что наночастицы могут проникать в клетки млекопитающих и повреждать генотип. Есть данные, что они могут попадать в клетки через эндоцитоз. Внутри клетки перекись водорода (H₂O₂), образующаяся при дыхании, окисляет наночастицы, высвобождая ионы серебра и увеличивая токсичность. Также доказано, что наночастицы серебра проникают в кожу через поры и железы, особенно если она повреждена.

Вывод исследователей

Важно, чтобы покрытия, содержащие наночастицы серебра, не высвобождали сами наночастицы. Эффект покрытия должен быть основан только на растворении ионов серебра. Следовательно, наночастицы должны быть как можно прочнее связаны с покрытием, что позволит снизить возможное воздействие наночастиц серебра на организм.