1. Risco de o uso de nanopartículas de prata sobre os seres humanos:
Toxicidade da prata e suas Efeitos na Saúde
PIERRE BASMAJI
CENTRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO BIOTECNOLOGICO
INNOVATECS, RUA NOVE DE JULHO 1312, 13560-042 SAO CARLOS-SP
Nanomateriais têm muitos benefícios potenciais para a sociedade com o seu
desenvolvimento e implantação em ciência, engenharia e tecnologia. Seus benefícios,
no entanto, precisam ser atendos com qualquer custo potencial para o saúde pública e
meio ambiente .
Em nanotecnologia, uma partícula nano é definido como um pequeno objeto ou
partícula que se comporta como uma unidade inteira em termos de transporte e
propriedades . Nanotechnologia tira vantagem do fato de que quando um material
sólido torna-se muito pequeno, o aumento da sua área de superfície específica , o que
leva a um aumento na reatividade de superfície e efeitos relacionados quântico . As
propriedades físicas e químicas dos nanomateriais podem ser muito diferentes
daqueles do mesmo material na forma de maior massa. Os nanomateriais (tais como
nanotubos e nanorods ) e nanopartículas são partículas que têm pelo menos uma
dimensão na gama de 1 a 100 nm . As nanopartículas são classificadas apenas com
base no seu tamanho, e pode ou não exibem propriedades de tamanho relacionadas
que diferem significativamente daqueles observados nos materiais a granel ( ASTM,
2006; Buzea et al, 2007 . ) . Devido às propriedades de prata em nanoescala ,
nanoprata é hoje utilizado em um número crescente de produtos de consumo e médica.
Os nanomateriais são nanopartículas que têm propriedades físico-químicas especiais ,
como resultado do seu tamanho pequeno ( Buzea et ai. , 2007).

2. A prata tem sido conhecida por ser um agente antibacteriano, antifúngico e
antiviral potente, mas nos recentes anos, o uso de prata como um biocida em solução,
suspensão e, especialmente, na forma de nano-partículas tem experimentado um
avivamento dramática. Devido às propriedades de prata no nível nano, nanoprata é
atualmente utilizada em um número crescente de produtos de consumo e médica. O
notavelmente forte atividade antimicrobiana é uma das principais razões para o recente
aumento no desenvolvimento de produtos que contêm nanoprata.Exemplos de
produtos de consumo que contêm nanoprata incluem materiais de embalagem de
alimentos, suplementos alimentares, têxteis, eletrônicos, eletrodomésticos, cosméticos,
dispositivos médicos, desinfetantes, água e sprays de ambiente. Existe uma
necessidade para o desenvolvimento de métodos para medir a concentração nanoprata
, tamanho, forma, carga de superfície , a estrutura cristalina , a química da superfície e
as transformações de superfície. Algumas perguntas importantes a responder :
Nanoprata é tóxico? Quais são os mecanismos de toxicidade ? Em que
condições ocorrem os mecanismos ?
Há evidências de que a prata, e em particular nanoprata, é tóxica para os
organismos aquáticos e terrestres, uma variedade de células de mamíferos in
vitro, e pode ser prejudicial para a saúde humana.enquanto que, sem dúvida,
prata e nanoprata ter aplicações úteis na área médica (por exemplo, como
revestimentos para dispositivos médicos, como o tratamento de feridas ou para
as vítimas de queimaduras graves), a sua utilização pode precisar de ser
estritamente controlados. A resistência bacteriana aos antibióticos é um
problema crescente no mundo, e uso indiscriminado de prata biocida em
inúmeros produtos de consumo não é apenas desnecessária, mas pode
aumentar ainda mais a resistência bacteriana a um nível perigoso (Mühling et al.,
2009). Existem indicações preliminares de que na forma de nanopartículas, a
toxicidade de prata iónica pode ser aumentada, ou que as nanopartículas podem
exercer a sua própria toxicidade.
Nanopratar pode dissociar para formar íons de prata na presença de umidade .É
também possível que as nanopartículas de iões de prata a partir de blindagem
tais interações, entregando os iões de prata livres para as membranas dos
organismos ou nas células. Nesse caso, uma acentuação dos riscos a saude,
seria esperado, além disso associada com uma massa semelhante da própria
prata.

3. Os efeitos de saúde mais comuns associados à exposição crônica a prata são um
cinza permanente ou coloração azul -acinzentada da pele ( argyria ; Figura .1 e 2) e
outros órgãos ( ATSDR , 1990; Drake & Hazelwood 2005; . White et al, 2003) . Nível de
exposição inferior a prata também resulta no metal a ser depositado na pele e outras
partes do corpo, tais como fígado, cérebro, músculos e nos rins , e pode provocar
alterações nas células sanguíneas ( Fung e Bowen , 1996; Venugopal & Luckey ,
1978). A exposição a níveis elevados de prata no ar pode resultar em problemas
respiratórios , pulmão e irritação da garganta e, dores de estômago . Contato da pele
com prata pode causar reacções alérgicas ligeiras , incluindo erupções cutâneas ,
inchaço e inflamação em algumas pessoas.
Figura 1: argyria sistêmica da pele por ingestão de prata coloidal (lado de baixo)
quando comparado com pigmentação normal (lado superior) (Wadhera & Fung, 2010).

4. Figure 2 Paul Karason o Homen azul
Mesmo que a prata não está geralmente disponível em concentrações altas o suficiente
para constituir um risco para a saúde humana e ao meio ambiente, nanoprata tem
propriedades físicas e de superfície que possam representar uma ameaça à saúde
humana e ambiental ( Lee et al . , 2007). Devido às diferentes propriedades físicoquímicas e atividades biológicas dos nanoprata quando comparado com o metal normal
, não pode ser excluído que o aumento da reatividade do nanoprata ( devido à grande
área de superfície ) leva ao aumento da toxicidade devida à actividade dos iões de
prata livres libertados pela as nanopartículas . Algumas nanopartículas podem penetrar
no pulmão ou pele e entram os sistemas circulatório e linfático de seres humanos e
animais , atingindo os tecidos e órgãos do corpo e, potencialmente interrompendo
processoscelulares e causar a doença .celulares e causar a doença .

5. Nanopartículas de prata foram encontrados no sangue de doentes com doenças
do sangue e no cólon de pacientes com cancro do cólon (Gatti, 2004;. Gatti et al,
2004). A prata é conhecida por ter um efeito letal sobre bactérias, mas a mesma
propriedade que torna antibacteriano pode torná-lo tóxico para as células
humanas. A concentração de prata que são letais para a bactéria também são
letais para ambos os queratinócitos e fibroblastos (Poon & Burd, 2004). Estudos
in vitro demonstraram que a nanoprata tem efeitos na reprodução,
desenvolvimento, e tem um efeito sobre o ADN, entre outros.Uma pesquisa
recente comnanopartículas de prata 12 nm altamente purificada em peixe zebra,
mostrou que o desenvolvimento precoce de embriões de peixefoi afetado (Lee et
al., 2007). Nanopartículas de prata têm o potencial de causar aberrações
cromossómicas e danos ao DNA e são capazes de induzir proliferação de detenção em
linhas celulares de peixe-zebra (Asharani et al. 2007). Alem disso, estudos de
toxicidade foram realizados em espécies de mamíferos têm mostrado que as
nanopartículas de prata têm a capacidade de entrar nas células e provocar danos
celulares (Hussain et al, 2005;. Ji et al, 2007.). A toxicidade de nanoprata provoca
indução de estresse oxidativo, ou disfunção celular) ou uma mistura de ambos (ElAnsary & Al-Daihan, 2009;. Oberdörster et al, 2005b). As nanopartículas foram
encontrados para ser distribuído para o cólon, pulmão, medula óssea, fígado, baço e
linfáticos após a injecção intravenosa (Hagens et ai., 2007). Distribuição no organismo
humano é geralmente seguido por um afastamento rápido a partir da circulação
sistémica, predominantemente pela acção do fígado e macrófagos do baço (Moghimi et
ai., 2005). gastrointestinal para causar problemas.No entanto, alguns sistemas de
nanopartículas podem acumular-se no fígado durante o metabolismo de primeira
passagem (El-Ansary & al-Daihan, 2009;. Oberdörster et al, 2005a).
Um estudo do caso foi publicado a respeito das enzimas hepáticas após o uso tópico
de uma preparação nanoprata em um jovem vítima de queimadura ( Trop et al . , 2006).
Seis dias após o tratamento o paciente desenvolveu descoloração azul- acinzentada
com lábios ( argyia ).
Toxicidade Trato Respiratório: A exposição humana a inalação de partículas
ambientais , incluindo nanosilver , pode ter efeitos adversos para a saúde ( Buzea et al,
2007 ; . Dockery , 2005; Donaldson et al, 2004 ; . Lippmann et al , 2003; . Shah, 2007;
Vermylen et al . 2005) . Doenças cardiovasculares e pulmonares pode resultar quando
partículas inaladas interferir com a função normal dos sistemas corporais ( Peters et al.
, 1997, 2001 e 2005).

6. Toxicidade Dérmica
Apesar de curativos à base de nanoprata e suturas cirúrgicas têm recebido aprovação
para a aplicação clínica e importante fazer um bom controle de infeção da ferida, sua
toxicidade cutânea que e ‘ ainda é um tema de preocupação. Apesar de laboratório
e estudos clínicos confirmam a biocompatibilidade dérmica de curativos à base de
nanoprata, vários outros pesquisadores demonstraram a citotoxicidade destes
materiais (Chen et al, 2006;. El-Ansary& El-Daihan de 2009; Limbach et al, 2007.;
Muangman et al, 2006;.Oberdörster et ai, 2005b;.Supl et al, 2005;. Wright et ai,
2002)..Pá-Ledinek et al. (2006) .
Acticoat ® é um curativo consiste numa malha de polietileno revestido com nanoprata
( tamanho médio de 15 nm) . Há um caso relatado de envenenamento de prata após o
uso de Acticoat ® para o tratamento de queimaduras graves para as pernas ( Trop et ai
2006 ,. Wijnhoven et al , 2009. ) . No dia 6 pós-lesão , o paciente desenvolveu uma
coloração acinzentada na área tratada , queixou-se de estar cansado e não tinha
apetite. No dia 7, os níveis de prata em urina e de sangue foram encontrados para ser
elevado ( 28 e 107 mg / kg, respectivamente).
Toxicidade no Rim
Kim et al. (2008) relataram diferenças de gênero no acúmulo de nanopartículas de
prata em rins de ratos. Num estudo realizado por Kim et al. (2009), a distribuição do
tecido das nanopartículas de prata mostrou uma acumulação dependente da
dose de prata em todos os tecidos examinados, incluindo os testículos, rins,
fígado, cérebro, pulmões e no sangue. A diferença de gênero na acumulação de
prata foi observada nos rins, com um duplo maior concentração nos rins femininos
machos comparados após a exposição subaguda de nanopartículas de prata através
de inalação ou ingestão oral.Nanopartículas de prata foi detectada no citoplasma e
núcleo das células intersticiais na medula interna do rim.

7. Conclusões sobre toxcidade de nanoprata
Nanopartículas de prata são usados por causa da atividade antibacteriana de
prata.Tem sido sugerido que o principal mecanismo de ação é a morte das
células devido ao desacoplamento de fosforilação oxidativa ( Holt & Bard, 2005)
ou a indução da formação de radicais livres de (Kim et al. , 2007). Interferência com
a cadeia respiratória , a nível do citocromo C , e / ou com componentes do sistema de
transporte de eletrões microbiano , também tem sido relatado ( Muangman et ai. ,
2006). Interações com membrana enzimas ligadas e grupos tiol de proteínas que
podem resultar na integridade da parede celular comprometida têm sido postuladas (
Bragg & Rainnie , 1974; Lok et al, 2006 ; . Prata , 2003; Wijnhoven et al, 2007 ; . . Zeiri
et al , 2004) . Também tem sido sugerido que os iões de prata se ligam ao DNA e
podem causar quebras na cadeia de ADN e a replicação do DNA ( ATSDR , 1990;
Russell & Hugo, 1994. Toxicidade das nanopartículas de prata é principalmente
determinada in vitro com partículas que variam em tamanho de 1-100 nm. Órgãos alvo
potencial para toxicidade nanoprata pode envolver o fígado, os rins e o sistema
imunitário. Acumulação e histopatológicos foram observados efeitos no fígado de
ratos expostos sistemicamente a nanopartículas de prata 10-15 nm (Ji et al., 2007),
enquanto um efeito sobre as enzimas do fígado foi observada em um estudo de caso
humano da exposição dérmica a partículas com uma média do mesmo tamanho (Trop
et ai., 2006). Mais estudo são necessárias para melhor caracterizar o risco de o uso de
nanopartículas de prata sobre os seres humanos
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
-ASTM Standard E2456. 2006. Standard terminology relating to Nnaotechnology. ASTM
International, West Conshohocken, PA, 2006, DOI: 10.1520/E2456-06.
ATSDR.Agency for Toxic Substances and Disease Registry. 1990. Toxicological profile
for silver. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, Public Health
Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry (TP-9024).
Buzea, C., Pacheco, I.I., Robbie, K. Nanomaterials and nanoparticles: Sources and
toxicity, Biointerphases, 2(4): MR17-MR71, 2007.

8. Mühling, M., Bradford, A., Readman, J.W., Somerfield, P.J., Handy, R.D. An
investigation into the effects of silver nanoparticles on antibiotic resistance of naturally
occurring bacteria in an estuarine sediment, Marine Environ. Res., 2009, 68(5):278-283.
Drake P.L., Hazelwood K.J. 2005. Exposure-related health effects of silver and silver
compounds: A review. Ann. Occup. Hyg., 49:575-585.
White, J.M.L., Powell, A.M., Brady, K., Russell-Jones, R. 2003. Severe generalized
argryia secondary ingestion of colloidal silver protein. Clin.Experim.Dermatol., 28:354256.
Fung, M.C., Bowen, D.L. 1996. Silver products for medical indication: Risk benefit
assessment. Clin.Toxicol. 34:119-126.
Venugopal, B., Luckey, T.D.1978. Metal toxicity in mammals. In: Chemical toxicology of
metals and metalloids, Venugopal, B., Luckey, T.D. (Eds.), New York: Academic Press.
pp 32-36.
Wadhera, A., Fung, M
. http://dermatology.cdlib.org/111/case_reports/argyria/c11.jpg
Lee, H.J., Yeo, S.Y., Jeong, S.H. 2003.Antibacterial effect of nanosized silver colloidal
solution on textile fabrics, J. Mater. Sci., 38:2199-2204.
Lee, K.J., Lee, Y., Shim, I., Joung, J., Oh, Y.S. Direct synthesis and bonding origins of
monolayer-protected silver nanocrystals from silver nitrate through in situ ligand
exchange. J. Colloid Inter. Sci. 2006, 304, 92-97.
Lee, K.J., Lee, Y., Shim, I., Jun, B.H., Cho, H.J., Joung, J. Large-scale synthesis of
polymer-stabilized silver nanoparticles. Sol. St. Phen. 2007, 124-126, 1189-1192.
Lee, K.J., Nallathamby, P.D., Browning, L.M., Osgood, C.J., Xu, X.N. 2007.In vivo
imaging of transport and biocompatibility of single silver nanoparticles in early
development of zebrafish embryos, Am. Chem. Soc. 1(2):133-143.
. Lee, K.J., Park, J.T., Goh, J.H., Kim, J.H. Synthesis of amphiphilic graft copolymer
brush and its use as template film for the preparation of silver nanoparticles. J. Polym.
Sci. A. 2008, 46, 3911-3918.

9. Gatti, A.M. Biocompatibility of micro- and nano-particles in the colon. Part II,
Biomaterials 25, 385-392, 2004.
Gatti, A.M., Montanari, S., Monari, E., Gambarelli, A., Capitani, F., Parisini, B. Detection
of micro- and nano-sized biocompatible particles in the blood. J. Mater. Sci.: Mater.
Med. 15(4), 469-472, 2004.
Poon, V.K., Burd, A. 2004. In vitro cytotoxity of silver: Implication for clinical wound care.
Burns, 30:140-147.
Asharani, P.V., Nair, G., Zhiyuan, H., Manoor. P., Valiyaveettil, S. 2007. Potential health
impacts of silver nanoparticles. Abstracts of Papers, 234th ACS National Meeting,
Boston, MA, USA, August 19-23, 2007. pp:TOXI-099.
Braydich-Stolle, L.; Hussain, S.; Schlager, J. J.; Hofmann, M. C.In vitro cytotoxicity of
nanoparticles in mammalian germline stem cells.Toxicol. Sci. 2005, 88, 412–419.
Ji, J.H., Jung, J.H., Kim, S.S., Yoon, J.U., Park, J.D., Choi, B.S., Chung, Y.H., Kwon,
I.H., Jeong, J., Han, B.S., Shin, J.H., Sung, J.H., Song, K.S., Yu, I.J. 2007.
El-Ansary, A., Al-Daihan, S. On the toxicity of therapeutically used nanoparticles: An
overview, J. Toxicol., Volume 2009, 9 pages. doi:10.1155/2009/754810
Oberdörster, G., Oberdörster, E., Oberdörster, J., 2005a. Nanotoxicology: an emerging
discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environ. Health Perspect. 113 (7),
823–839.
Oberdörster, G., Maynard, A., Donaldson, K., Castranova, V., Fitzpatrick, J., Ausman,
K., Carter, J., Karn, B., Kreyling, W., Lai, D., Olin, S., Monteiro-Riviere, N., Warheit, D.,
Yang, H. 2005b. Principles for characterizing the potential human health effects from
exposure to nanomaterials: elements of a screening strategy. Particle FibreToxicol., 2:843.
Oberdörster, G., Sharp, Z., Atudorei, V., Elder, A., Gelein, R., Kreyling, W., Cox,
C. Translocation of inhaled ultrafine particles to the brain, Inhalation Toxicol. 16(67),
437-445, 2004.

10. Oberdörster, G., Stone, V., Donaldson, K. Toxicology of nanoparticles: a historical
perspective. Nanotoxicology 1: 2–25, 2007.
Hagens, W.I., Oomen, A.G., de Jong, W.H., Cassee, F.R., Sips, A.J.A.M. What do we
(need to) know about the kinetic properties of nanoparticles in the body?, Regulatory
Toxicology and Pharmacology, vol. 49, no. 3, pp. 217–229, 2007.
Moghimi, S.M., Hunter, A.C., Murray, J.C. Nanomedicine: current status and future
prospects, FASEB Journal, vol. 19, no. 3, pp. 311–330, 2005.
Trop, M., Novak, M., Rodl, S., Hellbom, B., Kroell, W. Goessler, W. 2006. Silver-coated
dressing Acticoatcasued raised liver enzymes and argyria-like symptoms in burn
patient. J. Trauma 60, 648-652.
Dockery, D.W., Luttmann-Gibson, H., Rich, D.Q., Link, M.S., Mittleman, M.A., Gold,
D.R., Koutrakis, P., Schwartz, J.D., Verrier, R.L. Association of air pollution with
increased incidence of ventricular tachyarrhythmias recorded by implanted
cardioverterdefillibrators, Environ. Health Perspect., 113(6), 670-674,2005.
Donaldson, K., Stone, V., Tran, C., Kreyling, W., Borm, P.J.A. Nanotoxicology, Occup.
Environ. Med. 61(9):727-728, 2004.
Lippmann, M. Effects of fiber characteristics on lung deposition, retention, and disease,
Environ.Health Perspect.88, 311-317, 1990.
Shah, C.P. Public Health and preventive medicine in Canada, University of Toronto
Press, Toronto, Canada. 2007.
Vermylen, J., Nemmar, A., Nemery, B., Hoylaerts, F. Ambient air pollution and acute
myocardial infarction, J. Thromb.Haemost.3, 1955-1961, 2005.
Peters, A. Particulate matter and heart disease: evidence from epidemiological studies,
Toxicol. Appl. Pharmacol., 207(2 Suppl), S477-S482, 2005.

11. Chen, H.W., Su, S.F., Chien, C.T., Lin, W.H., Yu, S.L., Chou, C.C., Chen, J.J., Yang,
P.C. Titanium dioxide nanoparticles induce emphysema-like lung injury in mice, The
FASEB Journal, vol. 20, no. 13, pp. 2393–2395, 2006.
Chen, J., Tan, M., Nemmar, A., Song, W., Dong, M., Zhang, G., Li, Y. Quantification of
extrapulmonary translocation of intratracheal-instilled particles in vivo in rats: effect of
lipopolysaccharide, Toxicol., 2006, 222(3):195–201.
Supp, A.P., Neely, A.N., Supp, D.M., Warden, G.D., Boyce, S.T. Evaluation of
cytotoxicity and antimicrobial activity of Acticoat® burn dressing for management of
microbial contamination in cultured skin substitutes grafted to athymic mice, Journal of
Burn Care & Rehabilitation, vol. 26, no. 3, pp. 238–246, 2005.
Wright, J.B., Lam, K., Buret, A.G., Olson, M.E., Burrell, R.E. 2002. Early healing events
in a porcine model contaminated wounds: effects of nanocrystalline silver on matrix
metalloproteinases, cell apoptosis, and healing. Wound Repair Regen. 10, 141-151.
Paddle-Ledinek, J.E., Nasa, Z., Cleland, H.J. Effect of different wound dressings on cell
viability and proliferation, Plastic and Reconstructive Surgery, vol. 117, supplement 7,
pp. 110S–118S, 2006.
Final Report dated 07/15/2010
178
Wijnhoven, S.W.P., Peijnenburg, W.J.G.M., Herberts, C.A., Hagens, W.I., Oomen, A.G.,
Heugens, E.H.W., Roszek, B., Bisschops, J., Gosens, I., van de Meent, D., Dekkers, S.,
de Jong, W.H., van Zijverden, M., Sips, A.J.A.M., Geertsma, R.E. Nanosilver – a review
of available data and knowledge gaps in human and environmental risk assessment,
Nanotoxicology, 2009, 3(2): 109-138.
Kim, W.-Y., K., Kim, J., Park, J.D., Ryu, H.Y., Yu, I.J. Histological Study of Gender
Differences in Accumulation of Silver Nanoparticles in Kidneys of Fischer 344 Rats. J.
Toxicol. Environ. Health, Part A. 72: 21-22, 2009, 1279 — 1284.
Kim, Y. S.; Kim, J. S.; Cho, H. S.; Rha, D. S.; Kim, J. M.; Park, J. D.; Choi, B. S.; Lim,
R.; Chang, H. K.; Chung, Y. H.; Kwon, I. H.; Jeong, J.; Han, B. S.; Yu, I. J. Twentyeight-day oral toxicity, genotoxicity, and gender-related tissue distribution of silver
nanoparticles in Sprague-Dawley rats. Inhalation Toxicol.2008, 20, 575– 583.

12. Holt, K.B., Bard, A.J. 2005. Interaction of silver (I) ions with the respiratory chain of
Escherichia coli: An electrochemical and scanning electrochemical microscopy study of
the antimicrobial mechanism of micromolar Ag+. Biochemistry 44, 1321413223.
Muangman, P., Chuntrasakul, C., Silthram, S., Suvanchote, S., Benjathanung, R.,
Kittidacha, S., Rueksomtawin, S. Comparison of efficacy of 1% silver sulfadiazine and
Acticoat™ for treatment of partial-thickness burn wounds, Journal of the Medical
Association of Thailand, vol. 89, no. 7, pp. 953–958, 2006.
Bragg, P.D., Rainnie, D.J. 1974. The effect of silver ions on the respiratory chain of
Escherichia coli.Can. J. Microbiol. 20, 883-889.
Lok, C.-N., Ho, C.-M., Chen, R., He, Q.-Y., Yu, W.-Y., Sun, H., Tam, P.K.-H., Chiu, J.F., Che, C.-M. 2006. Proteomic analysis of the mode of antibacterial action of silver
nanoparticles. J. Proteome Res. 5, 916-924.
Zeiri, I., Bronk, B.V., Shabtai, Y., Eichler, J., Efrima, S. 2004. Surface enhanced Raman
spectroscopy as a tool for probing specific biochemical components in bacteria. Appl.
Spectroscopy 58, 33-40.