Esponjas de celulose com partículas de prata são produzidas por método limpo e mostram potencial biomédico

Pesquisadores brasileiros desenvolveram um material promissor para aplicações biomédicas, especialmente na engenharia de tecidos, área focada em criar estruturas capazes de regenerar ou substituir partes doentes ou danificadas do corpo humano. O estudo reuniu cientistas da Universidade de Araraquara (UNIARA), da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e da Universidade Estadual Paulista (UNESP), que criaram uma esponja de celulose regenerada combinada com nanopartículas de prata, a partir de um método de produção limpo. O composto apresentou propriedades muito desejadas: porosidade e eficiência na absorção de líquidos, além de combater bactérias. Enquanto a prata confere ação antimicrobiana, a celulose oferece uma base biocompatível e biodegradável, com testes in vitro mostrando segurança do material para uso médico. Dessa forma, os achados abrem caminho para o desenvolvimento de curativos mais eficazes, capazes de acelerar o processo de cicatrização, sobretudo em casos de feridas infeccionadas e inflamadas.

Apesar do potencial, o uso de nanopartículas metálicas em materiais para a saúde ainda envolve alguns desafios, especialmente na forma de produção. Em muitos casos, a obtenção dessas partículas depende do uso de reagentes agressivos ao meio ambiente ou deixam resíduos tóxicos. Para contornar isso, os pesquisadores tentaram uma abordagem de síntese verde através de um método chamado de método hidrotérmico, uma técnica que utiliza apenas soluções aquosas sob alta temperatura e pressão para transformar o sal de prata — neste caso o nitrato de prata (AgNO3) — em nanopartículas diretamente na estrutura da esponja de celulose. Com isso, além de dispensar o uso de substâncias nocivas, a metodologia permitiu que a própria celulose atuasse como agente redutor, que transforma os íons de prata (Ag⁺) em partículas metálicas (Ag⁰), e como agente estabilizante, impedindo que essas partículas se aglomerassem.

Com relação à celulose, diferentes concentrações de prata foram incorporadas à esponja para avaliar se o processo modificaria suas propriedades. Os testes mostraram que, com o aumento da quantidade de prata, apenas pequenas mudanças ocorriam na capacidade do material de absorver líquidos, o que ocorre pela ocupação dos poros da esponja pelas nanopartículas. Apesar disso, o composto manteve bom desempenho no controle da umidade e em sua ação contra patógenos como Staphylococcus aureus e Escherichia coli, ambas bactérias associadas a infecções de pele. Além disso, imagens obtidas por microscopia mostraram que as partículas de prata ficaram dispersas de maneira bem homogênea na estrutura da esponja, aspecto que contribui para a liberação controlada dos íons responsáveis por romper as membranas bacterianas.

Dessa forma, o conjunto de resultados reforça o potencial da esponja de celulose regenerada com nanopartículas de prata para a engenharia de tecidos como uma opção eficiente para fins biomédicos e preparação sustentável desses compósitos. Ainda assim, os autores destacam que se trata de uma etapa inicial de desenvolvimento. Como os testes foram realizados em laboratório com culturas celulares e de bactérias, ainda são necessários mais estudos sobre o desempenho do material em organismos vivos e sobre sua durabilidade a longo prazo. A pesquisa foi conduzida com apoio da FAPESP e do CNPq e os resultados completos estão publicados no Journal of the Brazilian Chemical Society (https://doi.org/10.21577/0103-5053.20250056).

Texto por Milena Rossales Castro.

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Cellulose sponges with silver particles are produced by a clean method and show biomedical potential

Brazilian researchers have created a promising material for biomedical applications, especially for tissue engineering, a field focused on creating structures capable of regenerating or replacing diseased or damaged parts of the human body. The research involved scientists from three Brazilian institutions — the University of Araraquara (UNIARA), the Federal University of São Carlos (UFSCar) and the São Paulo State University (UNESP) — who created a regenerated cellulose sponge combined with silver nanoparticles, using a green production method. The resulting compound exhibited favorable properties: porosity and liquid absorption efficiency, along with antibacterial activity. While silver provides antimicrobial action, cellulose offers a biocompatible and biodegradable base, with in vitro tests showing the material is safe for medical use. These outcomes support future development of more effective wound care materials, capable of accelerating the healing process, especially in cases of infected and inflamed wounds.

Despite its potential, the use of metallic nanoparticles in healthcare materials still has challenges, particularly regarding production methods. In many cases, the synthesis of these particles requires aggressive reagents that negatively impact the environment or results in toxic residues. To overcome this, the researchers employed a green approach using a method known as the hydrothermal synthesis, a technique that uses only solutions under high temperature and pressure to convert silver salt — in this case, silver nitrate (AgNO₃) — into nanoparticles directly within the structure of the cellulose sponge. This process not only eliminates the need for harmful substances, but also allows the cellulose itself to act as a reducing agent, transforming silver ions (Ag⁺) into metallic particles (Ag⁰), and as a stabilizing agent, preventing these particles from agglomerating.

In relation to cellulose, different concentrations of silver were incorporated into the sponge to evaluate if the process would change its properties. Tests showed that higher silver content resulted in only minimal changes in the material’s liquid absorption capacity, due to the occupation of the sponge’s pores by the nanoparticles. Nevertheless, the composite maintained great performance in moisture control and antimicrobial activity against pathogens such as Staphylococcus aureus and Escherichia coli, both bacteria associated with skin infections. Additionally, microscopy images showed that the silver particles were uniformly dispersed throughout the sponge’s structure, a characteristic that contributes to the controlled release of ions responsible for bacterial membrane disruption.

Thus, these findings reinforce the potential of the regenerated cellulose sponge with silver nanoparticles for tissue engineering as an efficient option for biomedical purposes and green synthesis of these composites. However, the authors emphasize that this represents an early stage of development. Given that the experiments involved cell and bacterial cultures, further studies are needed to evaluate the material’s performance in living organisms and its durability over time. The research was supported by FAPESP and CNPq and the full results are published in the Journal of the Brazilian Chemical Society (https://doi.org/10.21577/0103-5053.20250056).