Nanotechnologie 02.11.2012, 19:55 Uhr

Industrie und Politik wollen Nano sicher machen

Deutsche Chemiemanager wollen neue Standards in der Sicherheitsforschung von Nanopartikeln setzen. BASF, das Bundesumweltministerium und mehrere Behörden wollen zusammenarbeiten, um Langzeiteffekte der Partikel zu prüfen und daraus Grenzwerte für den Arbeitsschutz abzuleiten.

Die Nanotechnologie steht vor einem Dilemma. Nanopartikel finden sich in immer mehr Produkten. Einige können Mensch und Umwelt gefährden. „Menschen können, wenn sie bestimmte Nanopartikel einatmen, eventuell an Lungenkrebs erkranken“, meint Bernd Rainer Müller vom Umweltverband BUND. So zeigten Rattenversuche am Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM), dass Nanopartikel aus Titandioxid oder Industrieruß in Lungenbläschen eindringen und dort, wenn sie gehäuft auftreten, Entzündungen verursachen, die Krebs auslösen können. Da Nanopartikel und ihre Agglomerate sehr unterschiedliche Formen haben, muss dies aber nicht für alle gelten.

Es gibt Datenlücken. Vergleichbare Studien über Langzeitwirkungen von Nanopartikeln fehlten, weiß BASF-Vorstandsmitglied Andreas Kreimeyer. Da der Chemiekonzern aber Chancen der Nanotechnologie nutzen will, „ist es auch unsere Aufgabe, offene Fragen zu klären und Wissenslücken zu schließen“.

Gesagt, getan. BASF entschied sich 2010, die Langzeitwirkung von Nanopartikeln beim Einatmen zu untersuchen. Der Konzern sprach sich mit dem BMU und der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) ab. Sie beschlossen, die chronischen Wirkungen von Ceriumdioxid (CeO2) zu testen. Mit Nano-CeO2 werden Siliziumwafer poliert und giftige Kohlenwasserstoffe im Autoabgas zerstört. Es sind kleine kristallförmige Partikel, die sehr stabil sind. Sie werden in der Lunge – wie auch Nanopartikel aus Titandioxid und Ruß – nicht aufgelöst. Spezifische akute Giftwirkungen sind nach BAuA-Angaben bisher nicht bekannt.

„Es wird der weltweit umfangreichste Versuch zu langfristigen Wirkungen von Nanopartikeln sein“, erklärt Anke Jesse. Die Leiterin des BMU-Referats Nanotechnologien ergänzt, erstmals würden chronische Wirkungen von Nanomaterialien im Niedrigdosisbereich ermittelt. Etwa für die Bewertung der Belastung am Arbeitsplatz ist wichtig zu wissen, wie gefährlich auch wenige Partikel sind. Jesse: „Mit diesem Projekt stärkt Deutschland weltweit seine Führungsrolle in der Sicherheitsforschung bei Nanomaterialien.“

Das BMU hatte am 26. Oktober Vertreter der BASF, von Umweltverbänden und mehreren Behörden geladen, um über das Design der Untersuchung offen zu diskutieren. Es gab überwiegend Lob. Die Versuche sollen nach weltweit anerkannten Regeln durchgeführt werden und es gibt eine klare Aufgabenteilung.

Die BASF führt die Versuche durch (Kosten: etwa 3,5 Mio. € inkl. Umbau der Tierlaboratorien). Das BMU zahlt darüber hinaus die Auswertung der Versuche durch neutrale Laboratorien. Das Fraunhofer-Institut ITEM wird etwa prüfen, ob CeO2 in der Lunge verbleibt, das Gewebe dort verändert und Genveränderungen oder Tumore auslöst. Die Forscher wollen modernste Techniken einsetzen, um ein CeO2-Molekül unter einer Billion anderer auffinden und selbst kleinste Tumore entdecken zu können. Und das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Berlin, prüft dann, ob diese Nanopartikel auch in bis zu 48 weiteren Organen und Geweben nachweisbar sein werden. Die ganzen Auswertungen werden bis zu 1 Mio. € kosten.

Das Problem: „Bislang haben Forscher Inhalationstests mit Nanopartikeln in hohen Dosen durchgeführt, weshalb Tumore quasi auftreten mussten“, sagt BASF-Toxikologe Robert Landsiedel. So zeigen Versuche, dass Makrophagen – die Fresszellen des Immunsystems – sich selbst und das Gewebe um sie herum schädigen, wenn sie sehr viele stabile Nanopartikel aufnehmen, die sie nicht abbauen können. Jetzt soll auch geprüft werden, ob Nanopartikel selbst dann schädlich wirken, wenn Makrophagen nicht auf diese Weise überlastet werden.

Seit August 2012 ermittelt BASF nun, ab wann Fresszellen überlastet sind. Der Hauptversuch beginnt im Frühjahr 2013. Sechs Gruppen à 100 Ratten werden zwei Jahre lang 6 h/Tag mehr oder weniger Nano-CeO2 in der Luft ausgesetzt. Die Tiere werden seziert und ihre Organe und Gewebeteile untersucht. Mit Resultaten ist nicht vor 2016 zu rechnen.

Vom Testergebnis hängt ab, wie Risiken stabiler Nanopartikel künftig zu bewerten sind. Finden sich nur Tumore, die bei Überlastung der Fresszellen auftreten, „können Toxikologen einen Grenzwert für den Arbeitsplatz ableiten“, erklärt Landsiedel. Zeigt sich, dass auch sehr wenige Nano-CeO2-Partikel bereits Krebs oder andere Krankheiten auslösen können, müssen die Sicherheitsmaßnahmen schärfer ausfallen.

Wie auch immer dieser Versuch ausgehen wird, Anke Jesse vom BMU bedankte sich für die gute Zusammenarbeit zwischen Ministerium, Behörden und der Industrie: „Das ist nicht selbstverständlich und in diesem Umfang bisher einzigartig.“ Selbst Müller vom BUND freut solche Grundlagenforschung. Er hält sie für längst überfällig: „Die Industrie hätte chronische Effekte von Nanopartikeln schon lange erforschen müssen.“ RALPH H. AHRENS

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