Selon une recherche conjointe finno-estonienne avec des données obtenues sur deux espèces de crustacés, il n'y a apparemment aucune raison de considérer les nanoparticules d'argent comme plus dangereuses pour les écosystèmes aquatiques que les ions d'argent. Les résultats ont été publiés dans le journal Sciences de l'environnement et recherche sur la pollution à la fin de l'année dernière. Jukka Niskanen a utilisé les mêmes réactions de polymérisation et de couplage dans sa thèse de doctorat.
Pour sa thèse de doctorat, Niskanen a étudié plusieurs nanomatériaux hybrides, c'est-à-dire des combinaisons de polymères synthétiques et inorganiques (or, nanoparticules d'argent et de montmorillonite). Il soutiendra sa thèse de doctorat à l'Université d'Helsinki en avril.
Une partie de la magie de la nanoscience est qu'à l'échelle d'un milliardième de mètre, la matière et les matériaux se comportent de manières encore inconnues. On ne sait pas non plus toujours quels types d'effets la version nano de la matière mère aura sur son environnement.
"En raison du fait que l'argent sous forme de nanoparticules est bactéricide et également fongicide et empêche également la reproduction de ces organismes, il est maintenant utilisé dans divers biens de consommation allant des produits de pansement aux vêtements de sport, " dit Niskanen du Laboratoire de chimie des polymères de l'Université d'Helsinki, Finlande.
Bien que l'utilité de l'argent ait été établie, le débat sur les mécanismes de toxicité de ses différentes formes vis-à-vis des micro-organismes mais aussi des espèces non cibles se poursuit. Anne Kahru, Chef du Laboratoire de Toxicologie Environnementale à l'Institut National de Chimie Physique et Biophysique, Estonie, parle d'un tout nouveau domaine de l'écotoxicologie :la nanoécotoxicologie.
Jusque là, On sait peu de choses sur les effets environnementaux des nanoparticules d'argent et leur toxicité pour les organismes aquatiques. Une étude conjointe de l'Université d'Helsinki et de l'Institut national de physique chimique et de biophysique (Tallinn, Estonie), "Toxicité de deux types de nanoparticules d'argent pour les crustacés aquatiques Daphnia magna et Thamnocephalus platyurus ", montre que les nanoparticules d'argent ne sont apparemment pas plus dangereuses pour les écosystèmes aquatiques qu'un sel d'argent soluble dans l'eau. L'étude a comparé l'écotoxicité des nanoparticules d'argent et d'un sel d'argent soluble dans l'eau.
"Notre conclusion était que les risques environnementaux causés par les nanoparticules d'argent ne sont apparemment pas plus élevés que ceux causés par un sel d'argent. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour parvenir à une compréhension claire de la sécurité des particules contenant de l'argent, " dit Niskanen.
En effet, Les nanoparticules d'argent se sont avérées dix fois moins toxiques que le nitrate d'argent soluble, un sel d'argent soluble utilisé pour la comparaison.
La biodisponibilité de l'argent varie selon les différents milieux d'essai
Pour expliquer ce phénomène, les chercheurs font référence à la variance de la biodisponibilité de l'argent pour les crustacés dans différents milieux testés.
Le professeur d'université Olli-Pekka Penttinen du Département des sciences de l'environnement de l'Université d'Helsinki poursuit en notant que les composés inorganiques et organiques dissous dans les eaux naturelles (comme l'humus), la dureté de l'eau et les sulfures ont un impact certain sur la biodisponibilité de l'argent. En raison de ce, la toxicité des deux types de nanoparticules testées et du nitrate d'argent mesurée au cours de l'étude était plus faible dans l'eau naturelle que dans l'eau douce artificielle.
La toxicité des nanoparticules d'argent et des ions d'argent a été étudiée à l'aide de deux crustacés aquatiques, une puce d'eau ( Daphnia magna ) et une crevette fée ( Thamnocephalus platyurus ). Particules stabilisées aux protéines disponibles dans le commerce et particules enrobées d'un agent soluble dans l'eau, polymère non toxique, spécifiquement synthétisé à cet effet, ont été utilisés dans l'étude. D'abord, les polymères ont été produits en utilisant une méthode de polymérisation radicalaire contrôlée. Des particules d'argent greffées par un polymère synthétique ont ensuite été produites en fixant le polymère soluble dans l'eau à la surface de l'argent avec une liaison soufre.
Jukka Niskanen a utilisé de telles réactions de polymérisation et de couplage dans sa thèse de doctorat, Matériaux polymères et hybrides :polymères sur les surfaces des particules et les interfaces air-eau, étudier plusieurs nanomatériaux hybrides, c'est à dire., combinaisons de polymères synthétiques et inorganiques (or, nanoparticules d'argent et de montmorillonite). Niskanen soutiendra sa thèse de doctorat dans le domaine de la chimie des polymères à l'Université d'Helsinki en avril 2013.
Il était auparavant connu d'autres études et résultats de recherche que l'argent modifie le fonctionnement des protéines et des enzymes. Il a également été démontré que les ions argent peuvent empêcher la réplication de l'ADN. Concernant les nanoparticules d'argent, des tests menés sur diverses espèces de bactéries et de champignons ont indiqué que leur toxicité est variable. Par exemple, bactéries gram-négatives telles que Escherichia coli sont plus sensibles aux nanoparticules d'argent que les gram-positives (comme Staphylococcus aureus ). La différence de sensibilité est causée par les différences structurelles des membranes cellulaires des bactéries. La toxicité cellulaire des nanoparticules d'argent chez les mammifères a également été étudiée. Il a été suggéré que les nanoparticules d'argent pénètrent dans les cellules par endocytose et fonctionnent ensuite de la même manière que dans les cellules bactériennes, endommager l'ADN et entraver la respiration cellulaire. Des études au microscope électronique ont montré que la peau humaine est perméable aux nanoparticules d'argent et que la perméabilité d'une peau endommagée est jusqu'à quatre fois supérieure à celle d'une peau saine.
