Pesquisa do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), instituição associada a USP, desenvolveu filmes plásticos com nanopartículas de prata que possuem efeito bactericida. Os testes realizados com o material demonstraram sua eficácia na eliminação de bactérias causadoras de infecções em seres humanos, sem apresentar toxicidade. Os filmes poderão ser utilizados em embalagens de alimentos, para aumentar a vida útil dos produtos à venda. Futuramente, seu emprego pode ser estendido a instalações hospitalares e materiais cirúrgicos, como cateteres.

Processamento por extrusão agrega nanopartículas de prata ao plástico.
Foto: Marcos Santos / USP Imagens

A pesquisa utilizou o polipropileno, um tipo de plástico de valor relativamente baixo, o que favorece sua utilização nos filmes. A ação bactericida das nanopartículas de prata acontece no contato direto com os micro-organismos. “Acredita-se que uma reação de ionização junto à membrana celular da bactéria cause danos no processo de respiração e leve as nanopartículas a penetrarem em seu interior”, explica o pesquisador Washington Oliani, que realizou o estudo no Laboratório de Polímeros do Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN. “Ali dentro, as nanopartículas na forma iônica interagem com componentes celulares vitais, como o DNA, impedindo a divisão celular e consequente morte da bactéria”.

A colocação das nanopartículas nos filmes acontece por meio do processamento por extrusão. “O polipropileno, a prata e outros componentes, no formato de grãos, são inseridos em uma máquina extrusora, aparelho que faz a fusão dessas substâncias por meio de aquecimento”, relata Oliani. “A partir desse processo é obtido um material em forma de fios finos”.

Os fios obtidos na primeira etapa do processamento são resfriados em água e novamente transformados em grãos, com dimensão entre 2 milímetros (mm) e 3 mm. “Os grãos são colocados em outra parte da extrusora, que realiza uma nova fusão e forma o filme”, diz. “No final do processo é obtida uma película com espessura de 0,03 mm, que contém as nanopartículas de prata. Cada nanopartícula mede entre 22 e 42 nanômetros, sendo milhões de vezes menores do que um centímetro”.

Efeito bactericida

O efeito bactericida dos filmes com nanopartículas de prata foi comprovado em testes realizados no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, supervisionados pelo professor Nilton Lincopan. Inicialmente, o material foi colocado em contato direto com culturas das bactérias Escherichia coli eStaphylococcus aureus, associadas a infecções em seres humanos. “Após ajustes na formulação, foi possível eliminar quase 100% de Staphylococcus”, ressalta Oliani. Experimentos posteriores com a bactéria Pseudomonas aeruginosatambém tiveram eficiência próxima de 100%.

No Ipen foram realizados testes de citotoxicidade, em culturas de células de camundongos. “Durante o desenvolvimento de novos materiais, há uma grande preocupação com o risco de contaminação. Por esse motivo é necessário averiguar se existe toxicidade”, aponta o pesquisador. “Os testes realizados em laboratório mostraram que os filmes não são tóxicos para células de mamíferos, como os seres humanos”.

A pesquisa de Oliani é descrita em tese de doutorado defendida no Programa de Tecnologia Nuclear, realizado conjuntamente pelo Ipen e pela USP. O trabalho teve orientação da pesquisadora Duclerc Fernandes Parra, do CQMA. “O estudo terá continuidade no pós-doutorado, com o objetivo de aprimorar as propriedades do material, de modo a obter o mesmo efeito bactericida com uma menor quantidade de prata, viabilizando a patente e a colocação no mercado”, aponta Duclerc. “Também serão realizados testes de ecotoxicidade em organismos marinhos, para verificar se há liberação de partículas no meio ambiente”. A pesquisa de pós-doutorado terá apoio da Capes.

A principal utilização prevista para os filmes com nanopartículas de prata é a aplicação em embalagens de produtos alimentícios. “Com o efeito bactericida das nanopartículas seria possível aumentar a vida útil dos produtos embalados, especialmente os de origem orgânica”, afirma Oliani. Outro possível emprego do material está na área hospitalar. “Futuramente, os filmes poderão ser colocados em divisórias e janelas de hospitais, além de serem utilizados em materiais cirúrgicos, como cateteres”, conclui Duclerc.