Enligt finsk-estnisk gemensam forskning med data erhållna om två kräftdjursarter, det finns tydligen ingen anledning att betrakta silvernanopartiklar som farligare för akvatiska ekosystem än silverjoner. Resultaten rapporterades i tidskriften Miljövetenskap och föroreningsforskning slutet av förra året. Jukka Niskanen har använt samma polymerisations- och kopplingsreaktioner i sin doktorsavhandling.

Niskanen har för sin doktorsavhandling studerat flera hybrid nanomaterial, dvs kombinationer av syntetiska polymerer och oorganiska (guld, silver och montmorillonit) nanopartiklar. Han försvarar sin doktorsavhandling vid Helsingfors universitet i april.

En del av nanovetenskapens magi är att i skalan av en miljarddels meter, materia och material beter sig på sätt som ännu inte är kända. Det är inte heller alltid känt vilka typer av effekter nanoversionen av moderämnet kommer att ha på sin miljö.

"På grund av det faktum att silver i nanopartikelform är bakteriedödande och även svampdödande och även förhindrar reproduktionen av dessa organismer, det används nu i olika konsumentvaror, från sårförbandsprodukter till sportkläder, säger Niskanen från Laboratoriet för polymerkemi vid Helsingfors universitet, Finland.

Även om användbarheten av silver har fastställts, Debatten om toxicitetsmekanismerna för dess olika former för mikroorganismer men även för icke-målarter fortsätter. Anne Kahru, Chef för laboratoriet för miljötoxikologi vid Statens institut för kemisk fysik och biofysik, Estland, talar om ett helt nytt område inom ekotoxikologi:nanoekotoxikologi.

Än så länge, lite är känt om miljöeffekterna av silvernanopartiklar och deras toxicitet för vattenlevande organismer. En gemensam studie från Helsingfors universitet och Statens institut för kemisk fysik och biofysik (Tallinn, Estland), "Toxicitet hos två typer av silvernanopartiklar för vattenlevande kräftdjur Daphnia magna och Thamnocephalus platyurus ", visar att silvernanopartiklar uppenbarligen inte är farligare för akvatiska ekosystem än ett vattenlösligt silversalt. Studien jämförde ekotoxiciteten hos silvernanopartiklar och ett vattenlösligt silversalt.

"Vår slutsats var att miljöriskerna orsakade av silvernanopartiklar till synes inte är högre än de som orsakas av ett silversalt. mer forskning krävs för att nå en tydlig förståelse av säkerheten för silverinnehållande partiklar, " säger Niskanen.

Verkligen, silvernanopartiklar visade sig vara tio gånger mindre giftiga än det lösliga silvernitratet – ett lösligt silversalt som användes för jämförelsen.

Biotillgängligheten av silver varierar i olika testmedia

För att förklara detta fenomen, forskarna hänvisar till variationen i biotillgängligheten av silver för kräftdjur i olika testade medier.

Universitetslektor Olli-Pekka Penttinen från Institutionen för miljövetenskap vid Helsingfors universitet fortsätter med att konstatera att de oorganiska och organiska föreningarna lösta i naturliga vatten (som humus), vattenhårdhet och sulfider har en klar inverkan på silvers biotillgänglighet. På grund av detta, toxiciteten för båda typerna av testade nanopartiklar och silvernitratet som mättes under studiens gång var lägre i naturligt vatten än i konstgjort sötvatten.

Toxiciteten hos silvernanopartiklar och silverjoner studerades med hjälp av två vattenlevande kräftdjur, en vattenloppa ( Daphnia magna ) och en älva räka ( Thamnocephalus platyurus ). Kommersiellt tillgängliga proteinstabiliserade partiklar och partiklar belagda med en vattenlöslig, giftfri polymer, speciellt syntetiserad för ändamålet, användes i studien. Först, polymererna framställdes med användning av en kontrollerad radikalpolymerisationsmetod. Syntetiska polymerympade silverpartiklar framställdes sedan genom att den vattenlösliga polymeren fästes på silvrets yta med en svavelbindning.

Jukka Niskanen har använt sådana polymerisations- och kopplingsreaktioner i sin doktorsavhandling, Polymera och hybridmaterial:polymerer på partikelytor och luft-vattengränssnitt, studera flera hybrida nanomaterial, dvs. kombinationer av syntetiska polymerer och oorganiska (guld, silver och montmorillonit) nanopartiklar. Niskanen försvarar sin doktorsavhandling inom området polymerkemi vid Helsingfors universitet i april 2013.

Det var tidigare känt från andra studier och forskningsresultat att silver förändrar funktionen hos proteiner och enzymer. Det har också visat sig att silverjoner kan förhindra replikering av DNA. När det gäller silver nanopartiklar, tester utförda på olika arter av bakterier och svampar har visat att deras toxicitet varierar. Till exempel, gramnegativa bakterier som t.ex Escherichia coli är mer känsliga för silvernanopartiklar än grampositiva (som t.ex Staphylococcus aureus ). Skillnaden i känslighet orsakas av de strukturella skillnaderna mellan bakteriens cellmembran. Den cellulära toxiciteten hos silvernanopartiklar hos däggdjur har också studerats. Det har föreslagits att silvernanopartiklar kommer in i celler via endocytos och sedan fungerar på samma sätt som i bakterieceller, skadar DNA och hindrar cellandning. Elektronmikroskopstudier har visat att mänsklig hud är permeabel för silvernanopartiklar och att genomsläppligheten för skadad hud är upp till fyra gånger högre än för frisk hud.