Nanomaterialien am Arbeitsplatz - Bundesanstalt für Arbeitsschutz ...

Nanomaterialien
In der Nanowelt finden grundlegende Änderungen
der uns bekannten physikalisch-chemischen
Eigenschaften von Stoffen statt. Diese Veränderungen
müssen im Hinblick auf ihre Wirkung
auf den menschlichen Organismus genauer
untersucht werden. Bisherige Messtechniken,
Grenzwerte und Sicherheitsphilosophien sind
darauf zu überprüfen, ob sie im Maßstab der
Nanomaterialien wirksam sind.
Sichere Risikobestimmung im Reagenzglas?
An die Erforschung gesundheitlicher Risiken
von Nanomaterialien werden hohe Anforderungen
gestellt. Insbesondere Aussagen über die
krebserzeugende Wirkung von Nanomaterialien,
Ultrafeinstäuben und Fasern auf den Menschen
müssen verlässlich sein. Die BAuA hat in einer
umfangreichen Literaturstudie die Aussagekraft
von In-vitro-Tests untersucht. Neben dem Vorteil
der ethischen Unbedenklichkeit zeichnet sich
die Forschung im Reagenzglas auch durch einen
Kostenvorteil etwa gegenüber Tierversuchen aus.
Die Ergebnisse der Studie zeigen jedoch,
dass die toxikologische Charakterisierung von
Nano materialien auf Basis von In-vitro-Untersuchungen
unzureichend ist. Im Vergleich zu
Tierver suchen und epidemiologischen Studien
wiesen die Ergebnisse der Untersuchungen im
Reagenzglas deutliche Abweichungen auf. Auch
Unterschiede in der Wirkungsstärke einzelner
Nanomaterialien können auf diese Weise nicht
sicher ermittelt werden.
Die Studie kommt daher zum Schluss, dass
Untersuchungen am lebendigen Organismus für
die toxikologische Beschreibung von Nanomaterialien
immer noch unerlässlich sind, um belastbare
Grundlagen für das regulatorische Handeln
zu schaffen.
Verhalten von Nanopartikeln im Organismus
Nanomaterialien liegen in der Regel nicht als
einzelne Partikel vor, sondern bestehen aus
größeren Einheiten in Form von Agglomeraten
oder Aggregaten. Im Auftrag der BAuA untersuchte
das Fraunhofer-Institut für Toxikologie
und experimentelle Medizin das Verhalten von
Stäuben aus Nanopartikeln in der Lunge und in
Zellkulturen. Im Mittelpunkt des Projekts stand
die Frage, ob die Agglomerate oder Aggregate
der Nanopartikel wieder in einzelne Partikel
zerfallen, nachdem sie eingeatmet wurden. Dazu
untersuchten die Forscher unterschiedliche
Nanomaterialien in verschiedenen Testsystemen.
Sie führten sowohl Versuche mit Zellkulturen
als auch an Ratten durch. In den Analysen und
elektronenmikroskopischen Untersuchungen
ließ sich kein bedeutender Zerfall der größeren
Einheiten in einzelne Nanopartikel feststellen.
Gleichwohl änderte sich die Größe der Agglomerate
oder Aggregate nach Kontakt mit
biologischem Material. Ein deutlicher Zerfall in
mehrheitlich kleinteilige Einheiten mit Durchmessern
unter 100 Nanometern ließ sich bei
den untersuchten Nanomaterialien jedoch nicht
beobachten. Zudem konnte im Tierexperiment
gezeigt werden, dass nur sehr geringe Mengen
des eingeatmeten Materials über die Lunge
hinaus in andere Organe des Körpers gelangen.
Aufgenommen wurde etwa ein Prozent der in
der Lunge vorhandenen Stoffmenge.
Die Ergebnisse der Studie belegen die Hypothese,
dass nach dem Einatmen von biobeständigen
Nanomaterialien die Wirkungen auf die Lunge
im Vordergrund stehen. Ein Zerfall der Aggregate
beziehungsweise Agglomerate in Nanopartikel,
die sich eventuell frei im Körper bewegen
können, wurde mit den untersuchten Materialien
nicht beobachtet. Damit relativiert sich für die
untersuchten Nanomaterialien das in der öffentlichen
Risikowahrnehmung dominierende Bild
von ultrafeinen Nanopartikeln, die alle Barrieren
im Körper weitgehend ungehindert überwinden.
Wirkungen von Fein- und Ultrafeinstäuben
in der Lunge
Die Wirkungen von Nanomaterialien auf den
menschlichen Organismus sind erst in Umrissen
bekannt. In einem Forschungsprojekt der
BAuA wurde daher mit einer speziellen Methode
die Wirkung von Stäuben in Nanogröße auf die
Erbinformation von Lungenzellen untersucht.
Dass Stäube wie Quarz, Carbon Black und
amorphes Siliziumdioxid Tumore in der Lunge
auslösen können, ist bereits länger bekannt. In
der vorliegenden Studie wurden mithilfe von
Forschung und Entwicklung
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