Plata coloidal y nanoplata: propiedades, historia y usos

La plata lleva siglos utilizándose por sus propiedades antimicrobianas. Mucho antes de que se conocieran las bacterias, diferentes civilizaciones ya habían observado que el agua y determinados alimentos parecían conservarse mejor cuando estaban en contacto con este metal.

Con el tiempo llegaron las preparaciones de plata coloidal y, mucho más recientemente, la nanotecnología permitió trabajar con partículas de plata extraordinariamente pequeñas: la denominada nanoplata o plata nanométrica.

Aunque plata coloidal y nanoplata suelen confundirse, no son exactamente lo mismo y tampoco todas las preparaciones de plata tienen las mismas características.

La historia resulta especialmente curiosa porque algo que comenzó con recipientes y monedas de plata terminó dando lugar a apósitos, recubrimientos antimicrobianos, sistemas de tratamiento del agua y materiales utilizados en medicina y tecnología.

¿Qué es la nanoplata?

La nanotecnología trabaja con materiales en una escala extremadamente pequeña.

Un nanómetro (nm) equivale a una milmillonésima parte de un metro, es decir:

1 nm = 0,000000001 metros.

Las nanopartículas son tan pequeñas que un material puede adquirir propiedades físicas, químicas y biológicas diferentes de las que presenta cuando se encuentra en partículas de mayor tamaño.

En el caso de la nanoplata, hablamos de partículas de plata en escala nanométrica.

No existe un único tamaño de partícula de nanoplata. Dependiendo del método de fabricación y de la aplicación para la que haya sido diseñada, pueden encontrarse nanopartículas de diferentes tamaños, formas y características.

Y precisamente su pequeño tamaño proporciona una gran superficie de contacto en relación con la cantidad de plata utilizada.

Esta característica tiene especial importancia cuando hablamos de su actividad frente a los microorganismos.

Propiedades antimicrobianas de la plata

Las propiedades antimicrobianas de la plata son conocidas desde hace muchísimo tiempo.

La plata puede actuar sobre diferentes estructuras y procesos esenciales para la supervivencia de los microorganismos.

Los iones de plata (Ag+) desempeñan un papel especialmente importante en esta actividad.

Pueden interactuar con proteínas y grupos que contienen azufre, incluidos los grupos sulfhidrilo (-SH) presentes en determinadas proteínas y enzimas.

Esta interacción puede alterar:

• La membrana celular.

• Determinadas enzimas.

• La respiración celular.

• El transporte de sustancias.

• El metabolismo energético del microorganismo.

• Diferentes estructuras celulares.

En las nanopartículas de plata existe además una superficie extraordinariamente grande en contacto con el medio, desde la cual pueden liberarse iones de plata.

El resultado es una acción antimicrobiana que explica el enorme interés que la plata continúa teniendo en medicina, higiene, tratamiento de materiales y conservación del agua.

Plata coloidal y nanoplata: no son exactamente lo mismo

Durante mucho tiempo se ha utilizado el término plata coloidal de una forma bastante amplia.

Un coloide es una dispersión de partículas muy pequeñas dentro de un líquido.

Las preparaciones comercializadas como plata coloidal pueden contener diferentes proporciones de:

• Partículas de plata.

• Nanopartículas.

• Plata iónica.

Por eso dos productos llamados «plata coloidal» no tienen necesariamente la misma composición.

La nanoplata, en cambio, hace referencia específicamente a partículas de plata de dimensiones nanométricas.

Esta diferencia es importante porque el tamaño, la forma, la concentración y el estado de la plata pueden modificar su comportamiento.

Por tanto, no podemos considerar que todas las preparaciones de plata coloidal y nanoplata sean exactamente equivalentes.

¿Por qué interesa tanto la nanoplata?

Uno de los problemas históricos de determinadas dispersiones de plata era su estabilidad.

Las partículas podían agregarse, precipitar o modificar las características del preparado.

La nanotecnología ha permitido desarrollar sistemas en los que pueden controlarse mucho mejor:

• Tamaño de las partículas.

• Forma.

• Superficie.

• Dispersión.

• Estabilidad.

• Liberación de iones.

Esto ha permitido incorporar plata a una enorme variedad de materiales.

Actualmente podemos encontrarla estudiada o utilizada en:

• Apósitos.

• Materiales para heridas.

• Recubrimientos de determinadas superficies.

• Productos sanitarios.

• Textiles.

• Filtros.

• Sistemas de tratamiento del agua.

• Algunos productos de higiene.

• Determinados materiales médicos.

Una sustancia utilizada desde la Antigüedad ha terminado convirtiéndose, curiosamente, en un material de interés para una de las tecnologías más modernas.

¿Cómo actúa la plata sobre las bacterias?

La acción de la plata sobre las bacterias no depende de un único mecanismo.

Los iones de plata pueden unirse a componentes de la superficie y de la membrana bacteriana, alterando su funcionamiento y permeabilidad.

Una vez que la plata interactúa con el microorganismo puede afectar a diferentes sistemas metabólicos.

Entre ellos encontramos proteínas y enzimas que contienen grupos sulfhidrilo (-SH).

Estos grupos aparecen en numerosas proteínas y participan en procesos esenciales para la célula.

La interacción de la plata con ellos puede interferir con:

• Enzimas metabólicas.

• Sistemas de transporte.

• Respiración celular.

• Producción de energía.

Las nanopartículas pueden además interaccionar directamente con la superficie microbiana y actuar como reservorio desde el que se liberan iones Ag+.

Es precisamente esta combinación de mecanismos la que ha convertido a la plata en un antimicrobiano tan interesante.

Nanoplata, hongos y otros microorganismos

La actividad de la plata no se ha estudiado únicamente frente a bacterias.

También existe investigación sobre su comportamiento frente a determinados hongos y otros microorganismos.

Por ello los materiales que incorporan plata se han desarrollado para limitar:

• Crecimiento microbiano.

• Contaminación de superficies.

• Mal olor producido por microorganismos.

• Colonización de determinados materiales.

Su utilización dependerá siempre del tipo de preparación y de la finalidad para la que haya sido fabricada.

La plata y las heridas

Probablemente una de las aplicaciones médicas más conocidas de la plata sea el cuidado de determinadas heridas.

En una herida, el crecimiento bacteriano puede dificultar enormemente el proceso normal de reparación.

Por eso existen diferentes tipos de apósitos y productos tópicos que incorporan plata, especialmente diseñados para controlar la carga microbiana de determinadas lesiones.

La plata ha tenido particular interés en el manejo de:

• Quemaduras.

• Heridas con riesgo de contaminación.

• Determinadas úlceras.

• Lesiones cutáneas en las que interesa controlar la proliferación microbiana.

Esta utilización no nació con la nanoplata. La medicina llevaba mucho tiempo utilizando diferentes compuestos de plata antes de que apareciera la nanotecnología.

Lo que ha cambiado es nuestra capacidad para controlar cómo incorporamos la plata a los materiales y cómo se libera.

La curiosa historia de la plata como antimicrobiano

Mucho antes de conocer la existencia de bacterias, nuestros antepasados ya habían observado algunas propiedades interesantes de la plata.

Y aquí comienza una de las partes más curiosas de su historia.

Vajillas de plata

Durante siglos, las clases acomodadas utilizaron cubiertos, copas y recipientes de plata.

Además de constituir un símbolo de riqueza, existía la creencia de que la plata ayudaba a conservar mejor determinados alimentos y bebidas.

Hoy sabemos que aquella observación tenía cierta lógica: los iones liberados por la plata pueden dificultar el crecimiento de algunos microorganismos.

Plata para conservar el agua

También encontramos referencias históricas al uso de objetos o monedas de plata dentro de recipientes de agua.

La intención era retrasar su deterioro durante viajes largos o cuando debía permanecer almacenada.

El conocimiento microbiológico no existía todavía, pero la observación empírica ya había relacionado la plata con una mejor conservación.

Los romanos y la plata

Existen numerosos relatos sobre el uso histórico de recipientes y objetos de plata para conservar líquidos durante largos desplazamientos.

Los ejércitos y viajeros tenían un problema considerable: mantener el agua potable durante periodos prolongados.

La utilización de recipientes metálicos y de plata forma parte de esa larga historia de métodos empleados para intentar retrasar el deterioro del agua y los alimentos.

La plata en la India

En la India existe además una tradición especialmente llamativa: el varak o vark, unas láminas extremadamente finas de metales como la plata utilizadas para decorar determinados dulces y alimentos.

El uso de plata relacionada con alimentos forma, por tanto, parte de culturas muy diferentes.

Plata para tratar el agua

La relación entre plata y agua no desapareció con la llegada de los sistemas modernos de potabilización.

Los iones de plata se han utilizado en diferentes tecnologías destinadas a limitar el crecimiento microbiano en el agua.

También se han desarrollado sistemas que combinan cobre y plata mediante ionización para el control microbiológico en determinadas instalaciones de agua.

Esto no significa que introducir cualquier objeto de plata en un recipiente convierta automáticamente el agua en potable.

La eficacia depende de factores como:

• Concentración de iones.

• Tiempo de contacto.

• Tipo de microorganismo.

• Composición del agua.

• Sistema empleado.

Pero resulta curioso comprobar cómo una observación que comenzó hace siglos terminó desarrollándose mediante sistemas tecnológicos mucho más sofisticados.

La plata y el espacio

Una de las aplicaciones modernas más llamativas de la plata se encuentra precisamente muy lejos de aquellas antiguas jarras de agua.

Los sistemas espaciales necesitan conservar y reciclar agua durante largos periodos evitando el crecimiento de microorganismos.

La plata ha sido estudiada y utilizada en sistemas de control microbiológico del agua relacionados con programas espaciales, aunque las tecnologías empleadas han variado entre agencias, vehículos y épocas.

Es probablemente una de las mejores demostraciones de la peculiar historia de este metal:

de las antiguas vasijas de plata a los sistemas de tratamiento de agua de la era espacial.

La plata en las unidades de quemados

La utilización de plata en las quemaduras es otra de sus aplicaciones médicas más conocidas.

Durante décadas se han empleado compuestos como la sulfadiazina de plata, además de diferentes apósitos que incorporan plata.

Las quemaduras extensas destruyen una de nuestras principales barreras defensivas: la piel.

Por eso el control de la contaminación microbiana adquiere especial importancia.

Actualmente existen diferentes materiales y tecnologías basados en plata destinados específicamente al cuidado de heridas y quemaduras.

Plata en los ojos de los recién nacidos

Esta es otra curiosidad histórica que merece la pena recordar.

Durante mucho tiempo se utilizaron soluciones de nitrato de plata en los ojos de los recién nacidos para prevenir una grave infección ocular conocida como oftalmía neonatal, especialmente la producida por gonococos adquiridos durante el parto.

Este procedimiento, desarrollado en el siglo XIX, consiguió reducir enormemente la incidencia de ceguera neonatal producida por esta infección.

Posteriormente aparecieron otros métodos de profilaxis y el nitrato de plata dejó de ser la opción habitual en muchos países.

Pero constituye otro capítulo muy interesante de la historia médica de la plata.

Nanoplata y bacterias resistentes a los antibióticos

La aparición de bacterias resistentes a múltiples antibióticos ha renovado el interés por sustancias antimicrobianas que actúan mediante mecanismos diferentes.

La plata resulta especialmente interesante porque puede interferir simultáneamente con distintas estructuras y funciones de las bacterias.

Por ello se continúa investigando el posible papel de las nanopartículas de plata frente a diferentes microorganismos, incluidos algunos resistentes a antibióticos.

También se estudia su incorporación a superficies y materiales con la intención de dificultar la colonización bacteriana y la formación de biofilms.

Este probablemente sea uno de los campos más interesantes de la nanoplata de cara al futuro.

Nanoplata en objetos cotidianos

La nanoplata tampoco se ha quedado limitada al laboratorio.

Su capacidad para reducir el crecimiento microbiano ha hecho que se incorpore o investigue en numerosos materiales de uso cotidiano.

Entre ellos encontramos:

• Algunos cepillos de dientes.

• Textiles.

• Materiales sanitarios.

• Recubrimientos.

• Filtros.

• Productos de higiene.

• Superficies con propiedades antimicrobianas.

En estos casos no se pretende que la plata actúe dentro del organismo, sino aprovechar sus propiedades para dificultar el crecimiento de microorganismos sobre determinados materiales.

¿La nanoplata es completamente inocua?

El pequeño tamaño de las nanopartículas es precisamente lo que hace interesante a la nanoplata, pero también obliga a estudiar cuidadosamente su comportamiento.

No podemos afirmar que cualquier preparación de nanoplata sea inocua simplemente por contener plata.

Su comportamiento depende de numerosos factores:

• Tamaño de las partículas.

• Concentración.

• Forma.

• Recubrimiento.

• Capacidad de agregación.

• Liberación de iones.

• Vía de exposición.

• Duración de la exposición.

La nanotecnología permite fabricar materiales extraordinariamente interesantes, pero «nano» no significa automáticamente más seguro.

Tampoco significa automáticamente más peligroso.

Significa que estamos trabajando con una escala en la que las propiedades del material pueden cambiar y deben valorarse específicamente.

¿La nanoplata dura indefinidamente?

Otra idea que aparece con frecuencia es que la nanoplata no se altera nunca con la luz, el calor o el paso del tiempo.

No puede generalizarse.

La estabilidad de una dispersión de nanopartículas depende de cómo haya sido fabricada y estabilizada.

Con el tiempo pueden producirse fenómenos como:

• Agregación de partículas.

• Cambios de tamaño.

• Oxidación.

• Liberación de iones.

• Interacciones con otras sustancias presentes en el medio.

Precisamente por eso existen diferentes técnicas destinadas a estabilizar las nanopartículas y mantener sus propiedades durante el almacenamiento.

Plata coloidal y cuidado tópico de la piel

Aunque la nanoplata ha abierto posibilidades tecnológicas muy interesantes, la plata coloidal continúa utilizándose principalmente en productos destinados al cuidado externo.

Podemos encontrar preparados tópicos para:

• Higiene de la piel.

• Pequeñas heridas.

• Rozaduras.

• Zonas cutáneas que necesitan especial cuidado.

• Mantenimiento de la higiene en piel alterada.

En estos productos resulta importante comprobar siempre para qué uso concreto ha sido formulada la preparación, ya que no todas las soluciones de plata coloidal tienen la misma composición ni están destinadas a la misma vía de utilización.

De un antiguo metal a la nanotecnología

Pocos materiales pueden presumir de una historia semejante.

La plata pasó de utilizarse en recipientes, cubiertos y sistemas rudimentarios para conservar el agua a formar parte de la medicina moderna, los apósitos para heridas, determinados sistemas de purificación y finalmente la nanotecnología.

Y lo más curioso es que el principio que despertó el interés hace siglos sigue estando detrás de muchas de sus aplicaciones actuales: su capacidad para dificultar el crecimiento de determinados microorganismos.

La nanoplata no convierte a la plata en una sustancia completamente diferente. Lo que hace la nanotecnología es permitirnos trabajar con ella a una escala extraordinariamente pequeña y controlar propiedades que nuestros antepasados, aunque ya habían observado sus efectos, ni siquiera podían imaginar.