Revista >> Mai 2020 [Nr. 224] >> Cercetare & Invatamant superior

ICPE-CA: cercetări cu aplicabilitate în domeniul medical

Dr. chim Marius Lungulescu, ICPE-CA

28 Mai 2020

Sinteza radiochimică a nanoparticulelor metalice prezintă numeroase avantaje comparativ cu metodele convenționale de sinteză. De exemplu:
• Este simplă și rapidă. Sinteza are loc într-o singură etapă în sisteme apoase formate din precursori de ioni metalici și un polimer hidrosolubil, folosit ca agent de stabilizare a nanoparticulelor. Pe lângă polimeri hidrosolubili ca PVP (polivinilpirolidonă), PVA (alcool polivinilic), gelatină, alginat de sodiu, la stabilizarea acestor nanoparticule pot fi folosiți și anumiți compuși fenolici, de tipul unor antioxidanți de sinteză (Irganox 1010, BHT ș.a.);
• Nu implică utilizarea unor agenți de reducere toxici, reducerea are loc prin intermediul electronilor hidratați (eaq) rezultați din radioliza apei și nu rezultă reziduuri. În consecință, sinteza radiochimică este considerată o metodă prietenoasă mediului;
• Permite obținerea unor cantități mari de nanoparticule cu grad ridicat de puritate și control dimensional precis, în condiții reproductibile;
• Soluțiile de nanoparticule rezultate în urma iradierii sunt considerate medii sterile, radiațiile ionizante fiind folosite în multe aplicații ca agenți de sterilizare (produse alimentare, dispozitive medicale) și dezinsecție.

Prin controlul precis al parametrilor de sinteză, s-a reușit obținerea de nanoparticule de Ag cu formă și dimensiuni controlate (variind între 3 și 80 nm, pe intervale înguste, în funcție de condițiile de sinteză) și cu stabilitate mare în timp a sistemelor coloidale (peste 2 ani).

Testele de laborator privind activitatea biocidă față de diferite specii de bacterii, cum ar fi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, au evidențiat dezvoltarea unor zone de inhibiție largi (Zona de inhibiție este zona circulară din jurul unei picături de soluție potențial biocidă unde nu se dezvoltă colonii bacteriene), de până la 30 mm (pentru 2 µg de nanoparticule Ag). Aceste rezultate sunt comparabile sau chiar mai bune decât cele produse de diverse tipuri de antibiotice comerciale, ca de exemplu: penicilina (≥29 mm pentru 3 µg), oxacilina (≥22mm pentru 35µg); gentamincina (≥15mm pentru 10µg), kanamicina (≥18mm pentru 30µg), azitromicina (≥18 mm pentru 15µg), eritromicina (≥23mm pentru 15µg). Activitatea antimicrobiană puternică este datorată dimensiunilor reduse ale nanoparticulelor, dimensiuni ce permit pătrunderea acestora în interiorul celulei bacteriene și distrugerea acesteia. Astfel, soluțiile de nanoparticule de Ag prezintă un spectru larg de acțiune și se pretează a fi utilizate în combaterea infecțiilor nosocomiale din mediile intraspitalicești, în combaterea bacteriilor ce au dobândit rezistență la anumite tipuri de antibiotice, ca pansamente antimicrobiene pentru arsuri, răni - împiedicând infectarea și accelerând procesul de vindecare al acestora, ș.a.

Alte teste microbiologice realizate la Universitatea din București (Departamentul de Microbiologie) au pus în evidență faptul că nanoparticulele de Ag sintetizate radiochimic prezintă un efect mitoinhibitoriu puternic, sugerând o posibilă aplicabilitate a acestora ca agenți antitumorali.

În prezent, în cadrul Laboratorului de Radiochimie și Materiale Polimerice sunt depuse eforturi pentru extinderea aplicațiilor nanoparticulelor de Ag, prin dezvoltarea de materiale nanocompozite polimerice cu proprietăți antimicrobiene. Capacitatea actuală a instalației de iradiere existentă la ICPE-CA permite producția de soluții de nanoparticule de Ag pentru aplicații medicale la nivele care ar putea asigura necesarul pe plan național.