Nanotechnologie Nanopartikel: Standards schaffen Sicherheit

Nanopartikel und nanostrukturierte Werkstoffe verändern die Welt. Henning Zoz, Präsident der Zoz-Gruppe, einem Hersteller nanostrukturierter Werkstoffe, nennt kratzfesteren Autolack, Nanokomposite als Kathoden- oder Anodenwerkstoff, ohne die moderne Lithium-Ionen-Batterien nicht funktionieren würden, aber auch Wasserstoffspeicherwerkstoffe sowie Brennstoffzellen mit gigantischer elektroaktiver Oberfläche.

Deutschland könne mit seinen gut ausgebildeten Physikern und Chemikern der weltweite Schlüsselmarkt für Nanotechnologien werden, glaubt Péter Krüger, Leiter der Arbeitsgruppe Nanotechnologie bei Bayer und des Arbeitskreises "Responsible Production and Use of Nanomaterials" der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie (Dechema) und des Verbands der Chemischen Industrie (VCI). "Damit diese Vision Wirklichkeit werden kann, müssen Anwendungen von Nano sicher sein.

Krüger betonte in Dortmund die umfangreiche Sicherheitsforschung. Einen Überblick über 40 deutsche, 6 schweizerische, 25 EU-weite sowie ein amerikanisches Forschungsprojekt gibt das Papier "10 Jahre Forschung zu Risikobewertung, Human- und Ökotoxikologie von Nanomaterialien", das der Dechema/VCI-Arbeitskreis erstellt hat. Einige der Projekte laufen noch.

Keine Hinweise auf Probleme mit synthetischen Nanopartikeln

Bislang habe keine Studie auf ernsthafte Probleme mit synthetischen Nanopartikeln hingewiesen, so Krüger. Dabei ist der Einsatz der Partikel nicht neu, ebenso wenig wie die tägliche Belastung mit ihnen. Einerseits werden etwa Rußpartikel in Nanogröße seit Jahrzehnten in Autoreifen eingesetzt, andererseits enthält 1 cm³ Atemluft ca. 10 000 kleinste Partikel, an viel befahrenen Straßen kann sie zehnmal so viel enthalten.

Generelle Entwarnung gebe es trotzdem nicht. Krüger: "Wir müssen bei jedem Produkt neu fragen, wie es wirkt und ob damit jemand in einer angedachten Anwendung in Berührung kommt." Der Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) diskutiert zudem, den Grenzwert für Feinstaub am Arbeitsplatz deutlich zu senken. Denn ultrafeine Stäube sind durch den Wert von aktuell 3 mg/m³ nicht abgedeckt. Und es fehlten standardisierte Methoden, um Nanopartikel zu messen oder deren biologischen Wirkung zu untersuchen.

Toxikologe Harald Krug von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in St.Gallen und Mitglied im Dechema/VCI-Arbeitskreis spricht sogar von einer kunterbunten Situation. "Es gibt viele Studien, deren Ergebnisse sind aber oft nicht miteinander vergleichbar, da sie sich in ihren Versuchsdesigns unterschieden", sagt Krug. So müssten die OECD-Leitfäden zur Untersuchung von Chemikalien auf ihre Gefährlichkeit für Mensch und Tier daraufhin geprüft werden, ob sie alle Wirkungen von Nanopartikeln erfassen, ergänzt Rolf Packroff vom Fachbereich Gefahrstoffe und biologische Arbeitsstoffe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA).

EU-Projekt erstellt Qualitätshandbuch zur Wirkung verschiedener Nanopartikel

Die Standardisierung sei aber auf dem Weg, so Krug. Ein Beispiel: Im EU-Projekt "Nanommune" erstellen die teilnehmenden Forscher ein Qualitätshandbuch, um in Zellstudien die Wirkung von Nanopartikeln auf das Immunsystem vergleichbar untersuchen zu können.

Unklar ist zudem oft, wie Nanopartikel mit Mensch oder Umwelt wechselwirken. Hier geht die Empa neue Wege. Zusammen mit dem Universitätsspital Zürich prüft sie, ob Nanopartikel über den Mutterkuchen in den Blutkreislauf des Fötus gelangen. An Plazenten, die Mütter nach der Geburt dem Spital überlassen, untersucht das Institut, wie durchgängig das Gewebe ist. Tests mit fluoreszierenden Nanopartikeln aus Polystyrol zeigten, so Krug, dass Partikel kleiner als 250 nm in den fetalen Blutkreislauf gelangen können. Empa setzt diese Tests nun mit spezifischen Nanopartikeln fort.

Dem Dechema/VCI-Arbeitskreis sind drei Aspekte wichtig. "Auch negative Forschungsergebnisse sollten bekannt gemacht werden", rät Krüger. So ließe sich dem Eindruck gegensteuern, es gebe vor allem wissenschaftliche Publikationen mit Hinweisen auf Gefahren und Risiken. Zudem sollten Unternehmen, die ein Nanopartikel vermarkten wollen, dessen gesamte Lebenszyklus im Blick haben. Und es müssten mehr Toxikologen ausgebildet werden, betonen Krug und Krüger unisono. "Ohne ausgebildete Fachleute können die anspruchsvollen Fragestellungen zur Sicherheit nicht beantwortet werden."

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