Sintesi di nanoparticelle d'argento con estratti di vinaccia: prodotti pregiati da uno scarto agricolo

La rimarginazione delle ferite nel minor tempo possibile, con minime conseguenze sia dal punto di vista dell’aspetto fisico che della salute, è un aspetto considerato importante dalla medicina attuale[1,3]. In diversi casi è stato osservato che l’utilizzo di nanoparticelle d’argento (AgNP), oltre ad avere il noto effetto antibatterico [1,2,5,6,7], permette anche il wound healing in tempi brevi e senza la formazione di cheloidi antiestetici[8,10,11]. Il successo delle sintesi green ha riguardato anche la nanochimica[8,9] e, per questo motivo, abbiamo deciso di investigare la sintesi di AgNP utilizzando scarti agricoli quali le vinacce, molto diffuse nel nostro territorio e ricche in polifenoli, sostanze che possono agire sia da riducenti che da cappanti nella sintesi di AgNP e che inoltre possiedono a loro volta numerose proprietà farmacologiche utili al wound healing.[16,17,19,24,41-44], . Innanzitutto abbiamo osservato che nell’estrazione delle vinacce aumentare la temperatura risulta più efficace al fine di ottenere grandi quantità di polifenoli, piuttosto che aumentare i tempi di estrazione. Il test con il reattivo di Folin-Ciocalteu risulta essere un buon metodo per avere una prima informazione della concentrazione di polifenoli presenti nell’estratto (espressi come Gallic Acid Equivalents, GAE). Successivamente abbiamo osservato come, con la sintesi più semplice realizzabile, utilizzando l’estratto tal quale o diluito ma senza l’ausilio di altri solventi, sia possibile ottenere AgNP di dimensioni variabili a seconda della temperatura di sintesi e della concentrazione di polifenoli nell’estratto. Abbiamo infatti osservato come alla temperatura di sintesi di 60°C sia possibile ottenere nanoparticelle di dimensioni comprese tra 50 e 70nm: a queste temperature le dimensioni non sembrano dipendere né dalle quantità di GAE presenti né dal tipo di vinaccia utilizzata per preparare l’estratto, e risultano quindi poco controllabili e molto polidisperse. Grazie a queste prime sintesi si sono potute trovare le condizioni ottimali per far avvenire la sintesi, che sono state ulteriormente investigate a 90°C. Nel caso delle sintesi a 90°C la concentrazione di polifenoli presenti nell’estratto sembra avere un effetto sulle dimensioni delle AgNP. Abbiamo infatti osservato come con estratti ottenuti a temperature inferiori e quindi contenenti minori concentrazioni di polifenoli, si ottengano nanoparticelle di dimensioni maggiori (35-45nm), mentre dimensioni molto minori (25-30nm) si ottengono usando estratti contenenti maggiori concentrazioni in GAE. Grazie all’analisi dell’evoluzione temporale della sintesi abbiamo potuto confermare come alla temperatura di 60°C la reazione di riduzione di Ag(I) ad opera dell’estratto proceda lentamente, con una nucleazione che lascia elevate quantità di precursore in soluzione, fatto che porta alla crescita incontrollata di nanoggetti di dimensioni considerevoli e con tendenza all’anisotropia. Al contrario, con le sintesi a 90°C, grazie ad una rapida nucleazione che abbassa drasticamente nei momenti iniziali della sintesi la concentrazione di precursore, si ottengono nanoparticelle di dimensioni intorno ai 25-30nm con una preponderanza di forme sferiche. Con il metodo proposto, quindi, combinando temperatura di sintesi e contenuto in GAE è quindi possibile ottenere dimensioni comprese in un intervallo tra 25 e 70 nm. Dalle immagini TEM, oltre a determinare la dimensione, abbiamo anche potuto osservare la presenza di gusci intorno alle AgNP, presumibilmente formati dalla matrice dell’estratto contenete polifenoli residui, che stabilizzano le AgNP. Una eccellente stabilità delle AgNP è stata infatti osservata sia in acqua che in soluzione salina, anche per lunghi periodi, cosa importante anche per le successive analisi delle proprietà antibatteriche, che sono risultate essere simili a quelle note per altre AgNP biocompatibili[9].