Foto: Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme
Sechseckige, rund 36 Nanometer messende Bariumsulfat-Partikel: Die Eigenschaften von Nanopartikeln lassen sich beeinflussen (Foto: Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme)
Nanotechnologie: Wenig erforschte Gesundheitsgefahren

Nano ist in aller Munde. Gepriesen wird die Technologie der kleinen Teilchen als eine der Zukunftschancen. Kritiker wenden allerdings ein, dass die gesundheitlichen Folgen und Gefahren überhaupt noch nicht erforscht sind. Sie sehen große Gefahren und zu viele noch offene Fragen. Und das, obwohl bereits diverse Produkte angeboten werden.

„Die Bewertung möglicher gesundheitlicher Risiken durch Nanopartikel oder -materialien ist derzeit nur im Einzelfall möglich“, sagt der Präsident des Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Prof. Dr. Dr. Andreas Hensel. Und damit macht er eines der großen Probleme dieser Zukunftstechnologie deutlich: Es besteht noch großer Forschungsbedarf.

Dabei ist Nanotechnologie faszinierend und erschreckend zugleich: Nanotechnologie verwendet Materialien, die nur zwischen 1 und 100 Nanometern groß sind, d.h. viel kleiner als bisher üblich. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter, er verhält sich zu einem Meter wie der Durchmesser einer Haselnuss zu dem der Erde. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von ca. 50.000 Nanometern. Der Träger der genetischen Information im Zellkern, das DNA-Molekül, ist 2 bis 3 Nanometer dick. Verglichen mit größeren Teilchen desselben Materials zeigen Nanoteilchen ganz andere physikalische und chemische Eigenschaften. Dies macht sie für technische Innovationen interessant, kann jedoch zugleich die Quelle möglicher Risiken darstellen.

Wie Umfragen des Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ergeben haben, versprechen sich Verbraucherinnen und Verbraucher von Nanotechnologien Erleichterungen im Alltag. Dabei haben sie vor allem Reinigungs- und Imprägniermittel im Sinn sowie Funktionstextilien. Nanopartikeln in Lebensmitteln stehen sie hingegen eher skeptisch gegenüber. Nach Aussagen der Lebensmittelindustrie werden in Deutschland in Lebensmitteln bisher keine Nanopartikel eingesetzt.

Zukünftig könnten „intelligente“ Lebensmittelverpackungen durch Nanotechnologien beispielsweise anzeigen, wie lange ein Lebensmittel schon darin verpackt ist und ob bei der Lagerung die vorgeschriebene Temperatur überschritten worden ist. Ob und in welcher Menge Nanopartikel aus solchen Verpackungen in Lebensmittel übergehen können und was mit ihnen beim Recycling passiert, ist derzeit noch nicht geklärt, räumt das BfR ein. Damit die Hersteller solcher Verpackungen ihrer Verpflichtung nachkommen können, sichere Produkte auf den Markt zu bringen, müssten Forschungslücken geschlossen werden.

Vergleichsweise gut erforscht ist nach Ansicht des BfR die Wirkung von Substanzen in Nanopartikel-Größe auf die menschliche Haut. Gesunde Haut können die winzigen Teilchen nicht durchdringen - ein Grund dafür, dass ihr Einsatz in UV-Filtern für Sonnenschutzmittel zulässig ist.

Unzureichend sei die Datenlage hingegen, wenn es um die Wirkung von Nanopartikeln im Magen-Darm-Trakt geht. So ist nicht geklärt, ob Nanopartikel von dort in das Blut und in andere Organe übergehen und Effekte auslösen können. Dass Nanopartikel über die Atemwege auch in tiefe Regionen der Lunge gelangen können, ist bekannt. Wie sie dort wirken, muss allerdings für jeden Stoff einzeln erforscht werden.

Der Österreichische Gewerkschaftbund (ÖGB) stellte im Rahmen ein Veranstaltung zum Thema Nanotechnonologie die offenen Fragen: Manche Nanopartikel dürften Biomembranen und sogar die Blut-Hirn-Schranke durchdringen können. Bislang wurden Schadeffekte im Organismus vor allem mit der Verursachung von oxidativem Stress und anschließenden Entzündungen begründet.
Das Einatmen von schwerlöslichen bzw. unlöslichen Teilchen kann erfahrungsgemäß ernste Gesundheitsschäden verursachen, z. B. Lungenschäden und Herz-Kreislauf-Schäden. Wie giftig synthetische Nanopartikel wirklich sind, ist jedoch weitgehend unbekannt und noch nicht ausreichend untersucht.

Das BfR sagt dazu, dass ungebundene Nanopartikel auf drei Wegen in den menschlichen Organismus gelangen und dort unter Umständen toxikologische Wirkung entfalten könnten: über die Atemwege, die Haut und den Magen-Darm-Trakt. Die größten Risiken sehen Wissenschaftler in der Einatmung von Nanopartikeln. Das Eindringen von Nanopartikeln durch die menschliche Haut könne nach derzeitigem Stand des Wissens weitgehend ausgeschlossen werden. Ob es Risiken durch die Aufnahme von Nanopartikeln über den Magen-Darm-Trakt gibt, ist bislang nicht bekannt.

Nanoprodukte bestünden bisher aus Strukturen, in denen Nanopartikel fest in eine Matrix oder eine flüssige Suspension eingebettet sind. Zudem haben Nanopartikel die Tendenz, sich zu größeren Verbänden zusammenzuballen, die dann in der Regel größer als 100 nm sind. Toxische Wirkungen von Nanopartikeln, die auf ihrer geringen Größe und höheren Reaktivität beruhen, sind dann nicht mehr relevant.

Für einige Nanopartikel, die im Kosmetik-Bereich eingesetzt werden, wurden laut BfR bereits Untersuchungen durchgeführt. So ist das Verhalten von Nanopartikeln aus Titandioxid und Zinkoxid auf der Haut gut untersucht. In mehreren Experimenten wurde bestätigt, dass diese Nanopartikel nicht in gesunde Hautzellen des Menschen eindringen, sondern auf der Hautoberfläche verbleiben. In tiefere Hautschichten gelangen sie zwar über die Haarfollikel (Wurzelscheide), wo sie dann einige Zeit verbleiben, aber nicht weiterwandern. Das Haarwachstum befördert sie später wieder an die Hautoberfläche.

Das BfR betont, dass bei der Bewertung des gesundheitlichen Risikos von Nanopartikeln momentan noch Fragen offen sind. Weitgehend unbekannt sind die denkbaren besonderen toxischen Eigenschaften, die auf der Nanoskaligkeit beruhen. Auch zur Exposition des Menschen gegenüber Nanopartikeln liegen nur wenige Daten vor. Die Wissenschaft arbeitet zurzeit an geeigneten Teststrategien zur Ermittlung möglicher gesundheitlicher Risiken, um offene methodische Fragen zu beantworten.

Bislang ist dem BfR kein Fall bekannt, in dem Gesundheitsschäden nachweislich durch Nanopartikel oder Nanomaterialien ausgelöst wurden. Die nach der Anwendung von so genannten Nano-Versiegelungssprays aufgetretenen, zum Teil schweren Gesundheitsstörungen sind nach Erkenntnissen des BfR nicht auf Nanopartikel zurück zu führen. Mehr als 110 zum Teil schwere Fälle von Gesundheitsstörungen waren den Giftinformationszentren und dem BfR Ende März 2006 gemeldet worden, nachdem Verbraucher die Produkte Magic-Nano-Glasversiegeler und Magic-Nano-Keramikversiegeler in Spraydosen mit Treibgas bestimmungsgemäß angewandt hatten. Zunächst wurde vermutet, dass Nanopartikel an den Lungenfunktionsstörungen beteiligt waren. Die Produkte enthielten jedoch nach Angaben der Hersteller und nach Untersuchungen, die das BfR veranlasste, keine Partikel in Nano-Abmessungen. Es ist noch immer unklar, wodurch die Atemstörungen ausgelöst wurden.

Nicht alle sind so vorsichtig im Umgang mit der unbekannten Technologie: Die Verbraucherzentrale Bundesverband (vzbv) kritisierte das Fehlen einer Vorsorgestrategie beim Einsatz von Nanotechnologie. „Nach unserer Einschätzung findet Produktentwicklung hier offenbar im Lebend-Experiment mit Verbrauchern statt", sagte vzbv-Vorstand Prof. Dr. Edda Müller.



Der vzbv betont, dass Experten bereits seit einiger Zeit warnen, dass die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die menschliche Gesundheit bisher nicht hinreichend untersucht sind. Dennoch würden bereits zahlreiche Verbraucherprodukte mit Hilfe der Nanotechnologie hergestellt.

Auch das Öko-Institut kritisiert, dass bislang über die Risiken nanotechnologischer Anwendungen für die Umwelt, die Gesundheit oder die herstellenden Unternehmen nur sehr wenig konkret bekannt ist. Nach den bislang nur in geringem Umfang vorliegenden Toxizitätsstudien gelten freie Nanopartikel, Fullerene und Kohlenstoff-Nanoröhrchen gesundheitlich als besonders bedenklich. Andererseits werde ein geringeres Besorgnispotenzial bei Nanomaterialien vermutet, die fest in eine Produktmatrix eingebunden sind oder zu unbedenklichen Substanzen abgebaut werden können.

Weitestgehend unbekannt, so das Insittut, sind die Risiken am Ende des Lebensweges von Nanoprodukten (z.B. Verhalten der Nanomaterialien in der Kläranlage, bei der Müllverbrennung oder bei Recyclingprozessen). Die möglichen Risiken der unterschiedlichen Nanomaterialien müssen deshalb fallbezogen, entwicklungsbegleitend sowie entlang des gesamten Lebensweges des Produktes abgeschätzt, bewertet und minimiert werden. Die staatliche und private Risikoforschung hierzu muss mit deutlich stärkerem Aufwand betrieben werden. Eine Prioritätensetzung bei diesen Forschungsaktivitäten entsprechend des jeweiligen Besorgnispotenzials ist empfehlenswert.

WANC 21.11.08, Quelle: BfR-Forum Verbraucherschutz, Öko-Institut, vzbv

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