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L’argento è un metallo pesante con proprietà versatili estremamente preziose per l’umanità, soprattutto in un’era di crescente resistenza agli antibiotici. Una caratteristica particolare di questo metallo sono le sue proprietà battericide, virucide e fungicide (Maillard et al.2016). Senza conoscere i meccanismi o lo spettro d'azione di questo elemento, l'argento (composti dell'argento) viene utilizzato in medicina da millenni. La scoperta degli antibiotici ha causato una battuta d’arresto nell’uso diffuso dei composti dell’argento nel trattamento delle ferite.
Nuove scoperte legate allo sviluppo dinamico di vari settori della scienza hanno evidenziato l’enorme potenziale dell’uso dell’argento, sotto forma di nanoparticelle.
Negli ultimi anni, le nanoparticelle d’argento (forme attive di argento, AgNP) sono state ampiamente introdotte in vari ambiti della vita. L'uso di AgNP è diventato così diffuso che gli scienziati, nel campo della tossicologia ambientale, sottolineano che il crescente utilizzo di nanoparticelle, comprese le AgNP, può influenzare negativamente l'ambiente in determinate situazioni (Auffan et al. 2009). Per questo motivo è stato ipotizzato che i vantaggi della nanotecnologia dell’argento siano applicabili principalmente al settore medico e farmaceutico.
Tecnologia delle nanoparticelle
Come già accennato, l’utilizzo dell’argento sotto forma di nanoparticelle è stato possibile grazie alla nanotecnologia. La nanotecnologia consente la creazione e l'uso controllato di varie strutture e materiali con dimensioni nanometriche, cioè simili alla dimensione dei singoli atomi e molecole. Va ricordato che nano è un prefisso che denota un fattore di moltiplicazione di 0,000 000 001 = 10-9.
Il processo di creazione delle nanoparticelle può essere effettuato in due modi. Il metodo top-down consiste nel frammentare il materiale fino a quando le singole particelle raggiungono dimensioni nanometriche, mentre il metodo bottom-up consiste nel costruire nanostrutture da singoli atomi.
Impatto delle nanotecnologie sulle proprietà fisiche e chimiche dei materiali
La capacità delle nanoparticelle di attraversare la maggior parte delle barriere, comprese quelle biologiche, è particolarmente importante e questa è la base della loro elevata attività contro i microrganismi.
La seconda importante proprietà pratica delle nanoparticelle è lo sviluppo di una superficie nanospecifica. Nel caso dei nanomateriali questo parametro è molto elevato; Ad esempio, la superficie specifica delle nanoparticelle di silicio contenuta in un volume simile a quello di una goccia di pioggia è paragonabile a quella di un grande campo da calcio. Ciò è particolarmente importante nel contesto dell’attività microbica delle nanoparticelle, dove un meccanismo di contatto è essenziale (Pullit et al. 2010). Gli AgNP sono di grande interesse per i professionisti.
Per quanto riguarda l’argento, le nanoparticelle hanno ampiamente sostituito l’argento ionico per molte delle ragioni sopra menzionate. È importante sottolineare che nel presente caso gli AgNP sono molto più sicuri dell’argento ionico e il loro potenziale antibatterico può essere chiaramente migliorato in diversi modi, inclusa la combinazione con antibiotici specifici (Chojniak et al., 2018).
Esistono diverse spiegazioni su come le nanoparticelle d’argento agiscono sui microrganismi per indurre un effetto biocida.
Innanzitutto le nanoparticelle d’argento hanno la capacità di aderire e penetrare nella parete cellulare batterica, provocando l’alterazione della permeabilità della membrana cellulare e, di conseguenza, la morte cellulare.
La seconda spiegazione più comune si riferisce alla capacità delle nanoparticelle di rilasciare ioni d’argento. Questi ioni possono interagire con i gruppi tiolici di molti importanti enzimi e inattivarli. Le cellule batteriche a contatto con l'argento "assorbono" gli ioni d'argento. Una volta che gli ioni d'argento liberi vengono assorbiti dalle cellule, gli enzimi respiratori possono essere inattivati, generando forme reattive di ossigeno che, tra le altre cose, attaccano la cellula. Significativamente, l’argento ha un’elevata affinità per lo zolfo e il fosforo. L'interazione degli ioni argento con zolfo e fosforo nel DNA può causare difficoltà nella replicazione del DNA, nella proliferazione cellulare e persino causare la morte dei microrganismi. Gli ioni d'argento possono anche inibire la sintesi proteica denaturando i ribosomi nel citoplasma.
I due meccanismi menzionati sono quelli più comunemente discussi.
Uso delle nanoparticelle d'argento in medicina veterinaria
È stato dimostrato senza dubbio che le AgNP hanno effetti battericidi e batteriostatici e inibiscono la crescita di funghi e protozoi (Speruda, et al. 2019.). Le nanoparticelle d'argento hanno proprietà antivirali. Queste caratteristiche indicano che possiamo attribuire proprietà disinfettanti alle nanoparticelle.
Nella pratica veterinaria, compresa la salute dei suini, le nanoparticelle d'argento sono state utilizzate con successo nel trattamento delle ferite cutanee associate, tra le altre cose, al cannibalismo (Figura 3).
I preparati contenenti nanoparticelle d'argento sono sempre più utilizzati negli allevamenti di suini per la disinfezione dei sistemi idrici.
Le nanoparticelle d'argento stanno diventando un elemento importante in vari aspetti della biosicurezza, che comprende la disinfezione periodica e continua degli edifici effettuata, ad esempio, mediante nebulizzazione.
Lo studio (Tarasiuk & Wojciechowski, 2022) ha confrontato l’efficacia della disinfezione con un prodotto con AgNP rispetto a quella effettuata con un prodotto iodoforo. È stato dimostrato che l'uso di un prodotto con AgNP nella disinfezione periodica delle strutture ha avuto un effetto significativo sulla riduzione del numero di microrganismi che contaminano l'ambiente e ha dato risultati migliori rispetto alla disinfezione con un prodotto iodoforo. La riduzione del potenziale infettivo si è riflessa nei risultati di produzione. Il tasso di mortalità dei suini nelle strutture disinfettate con un prodotto contenente AgNP era significativamente inferiore a quello del gruppo di controllo positivo, che era stato disinfettato con un prodotto iodoforo. Allo stesso tempo, è stato dimostrato che il costo dei trattamenti per capannone d'ingrasso è stato ridotto. Nel gruppo di controllo positivo il costo medio per individuo di 30 kg fino alla fine dell'ingrasso è stato di 5,69 zloty (1,27 €) mentre nel gruppo sperimentale è stato di 4,02 zloty (0,90 €). Si può dire che è stata ottenuta una riduzione dei costi di trattamento del 30%. Attualmente, i prodotti a base di nanoparticelle d’argento sono leggermente più costosi, anche se si prevede che diminuiranno di prezzo con l’aumento del loro utilizzo.
Vale la pena ricordare che da diversi anni esistono vernici contenenti nanoparticelle d'argento (ad una concentrazione di 30 ppm). Questa concentrazione di argento impedisce la crescita di microrganismi sulle superfici verniciate con dette vernici. Le vernici vengono utilizzate per rivestire le pareti degli stabilimenti di lavorazione alimentare. Sembra ragionevole introdurre questo tipo di vernice nella verniciatura delle superfici degli allevamenti per controllare non solo i microrganismi, ma anche gli artropodi, soprattutto le mosche.
