Bewertung der Gesundheitsrisiken von Nanopartikeln - Ein Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung der Nanotechnologie

Nanopartikel, die mit typischen Abmessungen < 100 nm(10-9 m) viel kleiner sind als menschliche Zellen, werden bereits in vielen Produkten wie Kosmetik, Farben, Autoreifen eingesetzt. 900 Millionen US-Dollar sollen 2005 mit Nanopartikeln umgesetzt worden sein. Die Untersuchung der Wirkungen von synthetischen Nanopartikeln auf Mensch und Umwelt stellt somit ein dringendes Gebot und eine Voraussetzung für die nachhaltige Entwicklung der Nanotechnologie dar. Am Beispiel von Kohlenstoffnanoröhren sowie gezielt hergestellten metallischen und keramischen Nanopartikeln, die ein hohes Marktpotential aufweisen, werden in dem vom BMBF geförderten Projekt INOS Methoden für eine Gefährdungsanalyse entwickelt. Auf der Grundlage von chemisch-physikalischen Analysen, die insbesondere das Verhalten der Partikel in wässrigen Medien zum Inhalt haben, und modernen biologischen in vitro Verfahren sollen toxikologisch relevante, zelluläre Endpunkte untersucht werden, um mögliche negative Auswirkungen der Nanopartikel im Zusammenhang mit ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften zu identifizieren. Dazu haben sich vier auf den Gebieten der Werkstoffe, der Umweltwissenschaften und der Medizin tätige Forschungseinrichtungen und Unternehmen zusammengeschlossen. Die Arbeiten werden Grundlage zur Etablierung eines virtuellen Zentrums für die Identifizierung und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen, nanoskaligen Partikeln sein. Das Zentrum soll über das Ende des Projektes hinaus als Ansprechpartner für die Koordination und Durchführung von Analysen möglicher Risiken von Nanopartikeln fungieren. Dies ist insbesondere für kleinere und mittlere Unternehmen von Bedeutung, welche eine umfassende Risikobewertung nicht aus eigener Kraft leisten können. Die bisherigen Ergebnisse verweisen darauf, dass Nanopartikel leicht in Zellen eindringen, aber nicht prinzipiell akut toxische Reaktionen hervorrufen. In Abhängigkeit von ihrer chemischen Natur können jedoch toxische Wirkungen auftreten.

Nanoparticles, which are much smaller than human cells, are being used already in many products, such as cosmetics, paints or tires. An early forecast of the effects of synthetic nanoparticles on humans and the environment represents an important precondition for the sustainable development of nanotechnology. With the example of carbon nanotubes and synthetic metallic and ceramic nanoparticles having dimensions below 100 nm and a high market potential, methods for a hazard analysis are developed in the project INOS, which is funded by the BMBF. On the basis of chemico-physical analyses covering in particular the behaviour of the particles in aqueous media, and modern biological in vitro procedures focussing on toxicologically relevant, cellular endpoints, possible detrimental effects of nanoparticles are to be identified in correlation to their physical and chemical characteristics. In order to ensure the necessary interdisciplinary expert's assessment for the research project, a consortium of research institutions and enterprises working in the areas of materials sciences, environmental sciences and medicine was created. The work is planned to form the basis for the establishment of a virtual centre for the identification and evaluation of health and environmental impact of technical nanoparticles. The centre is schedule to function beyond the end of the project as partner for the co-ordination and execution of risk analyses of nanoparticles, in particular for smaller and middle-sized enterprises which cannot carry out a risk evaluation. It has been found so far that nanoparticles easily penetrate cells. In several cases they did not cause acute toxic reactions. Depending on their chemical nature, however, toxic effects can occur.