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Los investigadores crean el nuevo material con las propiedades antihongos y antitumores

Un nuevo material con las propiedades antihongos y antitumores ha sido desarrollado por los investigadores en el centro para el revelado de los materiales funcionales (CDMF), uno de los centros de la investigación, de la innovación y de la difusión (RIDCs) soportados por el asiento de investigación de São Paulo - FAPESP. CDMF es recibido por la universidad federal de São Carlos (UFSCar) en el estado de São Paulo, el Brasil.

La composición fue obtenida de una muestra del tungstate de plata puro (α-Ag2WO4) irradiado con los electrones y la luz laser en los pulsos que duraban algunos femtosegundos. Un femtosegundo es un quadrillionth de un segundo, escala de tiempo de las reacciones químicas que implican cantinas de electrones entre los átomos y las moléculas. El nuevo material se describe en un artículo) publicado en partes científicos.

La utilización creciente de semiconductores ha soltado el revelado de materiales nuevos con una amplia gama de usos tecnológicos. Una familia del semiconductor particularmente que ha drenado la atención de investigadores en la ciencia material es la de los óxidos ternarios del tungsteno, tales como tungstates metálicos.

El tungstate de plata, que pertenece a esta familia, es un material inorgánico importante con usos en photocatalysis y photoswitches o como opción a los semiconductores convencionales del ancho-banda-entrehierro. Los investigadores afiliados con CDMF han estado investigando el tungstate de plata por años.

En un experimento realizado en 2018, en el cual el tungstate de plata fue irradiado con los electrones, observamos bajo un microscopio electrónico el aspecto de los “pelos minúsculos” que crecieron en las moléculas del material. Éstos no eran nada con excepción de filamentos de los nanoparticles extraídos del tungstate de plata por la irradiación del electrón.”

Elson Longo, profesor emérito en el departamento de la química de UFSCar y el investigador principal de CDMF

La “plata es un elemento químico con las propiedades bactericidas. El tungstate de plata también tiene estas propiedades, pero qué encontramos la mayoría del golpear era ése después de ser modificada por la irradiación del electrón y la construcción del filamento de la plata, el compuesto visualizó la actividad antihongos que era 32 veces más efectiva que antes de la irradiación.”

La actividad antihongos del compuesto modificado fue verificada en los albicans de la candida, el hongo que causa candidiasis y el tordo. Los investigadores cultivaron el hongo en placas de Petri. Conocían la cantidad mínima de tungstate de plata requerida para eliminar el hongo y aplicaron ya la misma cantidad del compuesto modificado a la cultura. El resultado observado era similar.

Los investigadores después partieron en dos el volumen de la substancia y relanzaron el procedimiento, eliminando otra vez el hongo. Relanzaron el procedimiento 32 veces en conjunto, siempre con los resultados antihongos satisfactorios, demostrando que las propiedades antihongos del compuesto modificado eran 32 veces más potentes que las del tungstate de plata original.

La acción antitumores del compuesto fue probada en las células cancerosas del diafragma del ratón, que fueron expuestas por 24 horas a diversas concentraciones (4,63 microgramos por mililitro, 11,58 μg/mL, 23,16 μg/mL, y 46,31 μg/mL).

Según Longo, los resultados mostraron una reducción importante en viabilidad de la célula. El mejor resultado fue obtenido con una concentración de 11,58 μg/mL cuando la viabilidad de la célula cancerosa del diafragma bajó por el 80%.

Después de que demostraran las propiedades antihongos y antitumores del compuesto, los investigadores en CDMF y UFSCar investigaron su seguro para uso futuro en pacientes humanos.

Cuatro concentraciones del compuesto de plata irradiado del tungstate que estaban encima del alcance óptimo de la actividad fungicida (3,9 μg/mL - 31,2 μg/mL) fueron estudiadas en una variedad de células gingival humana del fibroblasto.

¿Después de la incubación para 24? las horas, el efecto del compuesto sobre viabilidad de la célula, la proliferación y la morfología fueron evaluados por microscopia electrónica fluorométrica cuantitativa del análisis y de la exploración.

“No encontramos ninguna baja estadístico importante de la viabilidad de la célula en estas concentraciones comparadas al mando, mostrando que el compuesto no plantea ningún riesgo a la salud humana,” a Longo dijimos.

dualidad de la Onda-partícula

El estudio también logró la piedra miliaria científica importante de demostrar dualidad de la onda-partícula experimental. La dualidad de la onda-partícula es una propiedad fundamental de la materia propuesta en 1924 por el físico francés Louis-Vencedor de Broglie (1892-1987), según que los electrones y otras brocas discretas de la materia, considerados hasta entonces solamente ser partículas materiales, podrían también tener propiedades de la onda, dependiendo del experimento.

“En 1929, el Premio Nobel En la física fue concedido a de Broglie para el descubrimiento que toda la materia puede tener propiedades de la onda. En las nueve décadas puesto que, la dualidad de la onda-partícula se ha observado y se ha probado en un gran número de experimentos científicos, pero hasta ahora, nadie la ha demostrado experimental usando haces de las partículas [electrones en este caso] y los haces de las ondas [laser] para obtener cambios idénticos en materiales compuestos,” Longo dijo.

“Cuando realizamos que la radiación de electrón produjo los filamentos de plata del nanoparticle en el tungstate de plata, decidíamos investigar si el mismo resultado se podría lograr usando la luz laser, de tal modo experimental probando la dualidad de la onda-partícula propuesta por de Broglie hace 95 años.”

La literatura científica apunta actualmente a la utilización creciente de la radiación de laser del femtosegundo en el tratamiento de materiales como técnica para obtener composiciones nuevas con las propiedades altamente atractivas capaces de impulsar avances tecnológicos.

“Durante el proceso de la irradiación del electrón, el desorden estructural se introduce en los electrones de plata del tungstate, y éste desempeña un papel dominante en la nucleación e incremento de los filamentos de plata,” Longo dijo.

En principio, los átomos de plata el segregar por la radiación de laser del femtosegundo deben ocurrir de la misma manera pero deben teóricamente ser más rápidos porque un pulso del laser del femtosegundo puede suministrar potencia máxima en mismo un poco tiempo.

“Dado la velocidad prevista de la segregación, por lo tanto, la morfología de estos nanoparticles de plata tendería teóricamente a ser nuevo material de diverso undefA con antihongos y las propiedades antitumores han sido desarrolladas por los investigadores en el centro para el revelado de los materiales funcionales (CDMF), uno de la investigación, los centros de la innovación y de la difusión (RIDCs) soportados por el asiento de investigación de São Paulo - haz electrónico de FAPESP.fr y radiación de laser del femtosegundo,” Longo dijo.

Los resultados prácticos igualaron exactamente la teoría. Cuando estaba sometida a la radiación de laser del femtosegundo, la superficie del tungstate de plata fue revestida con los filamentos de plata del nanoparticle.

“De esta manera, tuvimos éxito en la obtención exactamente del mismo resultado que con la radiación de electrón, demostrando dualidad de la onda-partícula en la práctica,” Longo dijo.

Un documento sobre este experimento anterior de CDMF fue publicado en 2018, también en partes científicos. “Recibimos una letra congratulatoria del editor de gorrón, decir este papel particularmente era uno de los 100 artículos leídos sobre la ciencia material publicada en el gorrón el año pasado.”

Source:
Journal reference:

Assis, M. et al. (2019). Ag Nanoparticles/α-Ag2WO4 Composite Formed by Electron Beam and Femtosecond Irradiation as Potent Antifungal and Antitumor Agents. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-019-46159-y.