We assessed at multiple length scales (nanometers to millimeters) the nanocoatings of silver nanoparticles (AgNPs) on model SiO2/Si substrates. The coatings from biogenic AgNPs (from yeasts Rhodotorula glutinis and Rhodotorula mucilaginosa) were compared to those formed from "synthetic" AgNPs capped with citrate and sodium dodecyl sulfate (SDS). With computational analysis of large-field (LF) X-ray images of the whole substrates (5 × 5 mm), we were able to assess the coatings homogeneity, relative amount of AgNPs, and their distribution as agglomerates. Surprisingly, by analyzing more than 100,000 elements (nanoparticles and agglomerates) in each sample, it was observed that the mentioned features have little dependence on the AgNPs morphology and capping agents. All silver nanocoatings resisted when immersed in phosphate-buffered saline medium by forming agglomerates of up to 10 µm2. However, coatings formed with synthetic AgNPs (capped with citrate and SDS) led to a higher antimicrobial efficiency against Staphylococcus aureus.

Hidróxidos duplos lamelares (HDLs) têm sido amplamente investigados devido às suas diversas aplicações nas indústrias de materiais e biotecnologia. A combinação de nanopartículas de prata com o material biocompatível HDL pode criar um novo material híbrido com novas propriedades sinergísticas. Neste trabalho, nanopartículas de prata biogênicas (AgNPbio) foram associadas com Mg-Al HDL para obter o material híbrido HDL-AgNPbio. O novo material híbrido obtido foi caracterizado por difratometria de raios X (XRD), microscopias eletrônica de transmissão (TEM) e de varredura com espectroscopia de energia dispersiva por raios-X (MEV-EDS), espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). O HDL foi eficiente em adsorver nanopartículas de prata devido à carga superficial oposta entre as AgNPbio (ζ = -13,2 mV) e o HDL (ζ = +3,2 mV). Além disso, as AgNPbio não foram lixiviadas do material híbrido, mesmo após cinco ciclos de lavagem, indicando uma forte interação. Uma importante propriedade deste material híbrido foi a sua atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli e ausência de efeito citotóxico em células de fibroblastos (V79). Este material híbrido é um interessante e promissor nanobiocompósito para aplicações biomédicas e cosméticas.

Layered double hydroxides (LDHs) have been widely investigated due to their several applications in the material and biotechnology industries. The combination of silver nanoparticles with biocompatible LDH material can create a new hybrid material with new properties. In this work, biogenic silver nanoparticles (AgNPbio) were associated with Mg-Al LDH to obtain the hybrid material LDH-AgNPbio. The new hybrid material obtained was characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), transmission electron microscopy (TEM), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). LDH was efficient to absorb silver nanoparticles due to an opposite surface charge between AgNPbio (ζ = -13.2 mV) and LDH (ζ = +3.2 mV). Furthermore, AgNPbio was not lixiviated from LDH-AgNPbio, even after five washes, indicating a strong interaction. An important property of this hybrid material was its antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli and absence of cytotoxic effect to fibroblast cell (V79). This hybrid material is an interesting and promising nanobiocomposite for biomedical and cosmetic applications.

Nanopartículas mesoporosas de sílica são conhecidas por induzirem hemólise de células vermelhas do sangue (RBCs) humano quando ensaios de citotoxicidade são feitos em solução-tampão de fosfato (PBS). Entretanto, em uma abordagem mais realista, a presença de biomoléculas do plasma sanguíneo precisa ser considerada em qualquer avaliação nanotoxicológica de nanopartículas porosas de SiO2 quando se objetiva a sua utilização em aplicações biomédicas através de administração intravenosa. Nesse contexto, demonstrou-se neste trabalho que nanopartículas porosas de sílica não induzem nenhum efeito citotóxico em células vermelhas do sangue quando ensaios de hemólise são feitos na presença de plasma sanguíneo, independentemente da carga superficial (positiva ou negativa) da nanopartícula. A ausência de hemólise está principalmente associada à adsorção de proteínas do plasma sobre a superfície das nanopartículas, levando à formação de um recobrimento proteico estável (denominado protein corona ou PC) que blinda o ambiente microquímico original das nanopartículas.

Mesoporous silica nanoparticles are known to induce the hemolysis of human red blood cells (RBCs) when citotoxicity assays are performed in a phosphate buffer solution (PBS). However, in a more realistic approach, the presence of blood plasma biomolecules must be considered in any nanotoxicological evaluation of porous SiO2 nanoparticles when biomedical applications through intravenous administration are aimed. In this context, it is demonstrated in this work that porous silica nanoparticles do not induce any cytotoxic effect on RBCs when hemolysis assay is done in the presence of blood plasma, regardless the surface charge (positive or negative) of the nanoparticle. The absence of hemolysis is mainly associated with the adsorption of plasma proteins on the nanoparticle surface, which leads to the formation of a stable protein coating (called protein corona or PC) that shields the original microchemical environment of bare nanoparticles.