En décadas recientes, Los grupos de investigación en el campo de la ciencia de los materiales han invertido tiempo y recursos para responder a la siguiente pregunta:¿Es posible desarrollar nuevas técnicas para producir partículas de plata a escala nanométrica (es decir, mil millonésima parte de un metro), mejorando así la óptica, propiedades catalíticas y bactericidas de la plata? Un grupo de investigadores brasileños informa sobre nuevos desarrollos.

En una investigación realizada dentro del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), Los investigadores desarrollaron un nuevo enfoque tecnológico para generar nanopartículas de plata con 32 veces la capacidad bactericida de las que se utilizan actualmente en el envasado de alimentos. ortesis, y material médico y hospitalario, entre otros. Los resultados del estudio se publicaron en Informes científicos .

El profesor Elson Longo de UFSCar dice que los investigadores de CDMF desarrollaron un método innovador para obtener nanocomposites hace tres años. Estos nanocompuestos comprendían nanopartículas de plata acopladas a un cristal semiconductor de tungstato de plata mediante microscopía electrónica de transmisión.

Sin embargo, el alto costo de los microscopios electrónicos de transmisión limitó los planes de producción a gran escala de estos materiales para aplicaciones del mundo real. "El microscopio electrónico de transmisión utilizado para obtener este material cuesta aproximadamente 1,3 millones de euros, ", Dijo Longo. La técnica implicó la irradiación con haz de electrones de tungstato de plata, lo que resultó en bactericidas prometedores mediante los cuales el semiconductor de tungstato de plata atrae agentes bacterianos que luego son neutralizados por nanopartículas de plata.

Para aumentar la producción de estos nanocomposites utilizando un método más competitivo, los investigadores desarrollaron una técnica novedosa que consiste en la irradiación con láser pulsado de un semiconductor de tungstato de plata, con cada pulso que dura solo un femtosegundo, una millonésima de una mil millonésima de segundo (10 ^-15 s). El análisis de las muestras irradiadas mostró que la interacción entre el semiconductor de tungstato de plata y el láser de femtosegundo dio lugar a un gran número de microestructuras. que caracterizaron mediante microscopía electrónica de transmisión y encontraron que eran de dos tipos diferentes.

"La nueva técnica que desarrollamos resultó en nanopartículas de plata que quedaron en el semiconductor y en racimos de plata, ”dijo el coordinador del centro de investigación financiado por la FAPESP.

Para medir la actividad bactericida de los materiales, los investigadores colocaron muestras de ellos en contacto con cepas de Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina (MRSA), una bacteria que es resistente a numerosos antibióticos y con frecuencia es la causa de las infecciones adquiridas en el hospital. El análisis microscópico mostró un aumento de 32 veces en la actividad bactericida para las muestras irradiadas con láser en comparación con las nanopartículas de plata producidas por irradiación con haz de electrones.

"La nueva técnica ofrece la posibilidad de obtener compuestos bactericidas de alto rendimiento y fáciles de producir, "Dijo Longo.

Aplicaciones potenciales

Los investigadores han solicitado una patente sobre la nueva técnica y las dos nuevas clases de nanopartículas de plata obtenidas mediante la técnica. La idea es licenciar la tecnología a Nanox, una escisión de CDMF con sede en São Carlos, Estado de São Paulo, y con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP. "Nanox ya vende nanopartículas de plata en todo el mundo y podría beneficiarse mucho de la nueva técnica para obtener el material, "Dijo Longo.

Los investigadores planean evaluar el uso del material en prótesis dentales y han comenzado ensayos para investigar la acción de los nanocompuestos en las células cancerosas. Los resultados preliminares de los experimentos sugieren que las nanopartículas pueden eliminar las células tumorales sin afectar a las células sanas.