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Rastermikroskopische Aufnahme von nanoskaligen
Titancarbid-Partikeln, die zukünftig bei der Herstellung extrem
verschleißfester Werkzeuge und beim Polieren von Oberflächen
Verwendung finden könnten.
Foto: Dr. Volkmar Richter, Fraunhofer-Institut Keramische
Technologien und Systeme Dresden (IKTS)
Jaqueline Gerhard vom UFZ-Department für Zelltoxikologie
bei Untersuchungen mit Hilfe einer Multistep-Pipette.
Foto: André Künzelmann/UFZ
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Das Forschungsprojekt INOS (Identifizierung
und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen
nanoskaligen Partikeln) ist auf 3 Jahre angelegt und wird vom
Bundesforschungsministerium mit über einer Million Euro gefördert. Am
Ende soll eine wissenschaftlich fundierte Datenbank entstehen, in der
sich jeder öffentlich über potentielle Risiken von Nanopartikel
informieren kann. Erfahrungen mit anderen neuen Technologien haben
gezeigt, dass eine gesellschaftliche Akzeptanz nur möglich ist, wenn
mögliche Schadwirkungen rechtzeitig analysiert und veröffentlicht
werden. Nanotechnologien gelten als Wachstumsmarkt der Zukunft. Das
Bundesforschungsministerium erwartet, dass sich das Weltmarktvolumen
von Produkten, die durch Nanotechnologien beeinflusst sind, in den
nächsten Jahren auf insgesamt eine Billion Euro verzehnfacht.
Insbesondere kleine und mittelständige Unternehmen sind aber oft aus
eigener Kraft nicht in der Lage, die Risiken von Nanopartikeln
umfangreich und dauerhaft zu testen. Im Anschluss an das
Forschungsprojekt ist deshalb der Aufbau eines zertifizierten Labors
geplant, welches vor allem dem Mittelstand als Ansprechpartner dient
und Analysen zu möglichen Risiken von Nanopartikeln koordiniert und
durchführt.
Forschungseinrichtungen und Unternehmen der Werkstoffwissenschaften,
der Umweltwissenschaften und der Medizin aus Dresden und Leipzig haben
sich deshalb zu einem Forschungskonsortium zusammengeschlossen.
Beteiligt sind daran das Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien (MBZ),
die Medizinische Fakultät "Carl Gustav Carus" der Technischen
Universität Dresden, das Fraunhofer-Institut für keramische
Technologien und Systeme Dresden (IKTS) und die Namos GmbH aus Dresden
sowie das Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ).
Ein Tausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares - so klein
sind sie, die synthetisch hergestellten Nanoteilchen, über die in
vielen Zweigen der Industrie, aber auch in der Öffentlichkeit immer
mehr zu hören ist. Was sind synthetische Nanoteilchen und was macht
sie so attraktiv? Das Wort "Nano" kommt aus dem Griechischen und steht
für "Zwerg". Typischer Weise fallen Partikel unter 100 Nanometer (der
Milliardste Teil eines Meters) unter den Begriff Nanoteilchen. Dies
ist der Bereich, in welchem Materialen aufgrund ihrer "Kleinheit"
völlig neue Eigenschaften annehmen können. Zum Beispiel sind
Nanoröhrchen aus Kohlenstoff reißfester als Stahl, sehr gut elektrisch
leitfähig und können Wärme besser leiten als Diamanten, dem bisher
besten bekannten Wärmeleiter. Produkte aus Nanoteilchen können
beispielsweise auch wesentlich mehr Licht absorbieren oder als ein
viel wirkungsvollerer Katalysator eingesetzt werden, weil sie im
Vergleich zu größeren Teilchen mehr Oberfläche bei gleicher Masse
haben. Von der Nanotechnologie werden demnach verbesserte oder völlig
neue Lösungen in der Informationstechnologie, der Medizin, der
Umwelttechnik, der Kosmetik und bei Werkstoffen erwartet. Doch wie
verhält es sich mit der Verträglichkeit der Nanoteilchen gegenüber
Mensch und Umwelt? Was passiert, wenn Teilchen, die tausendmal kleiner
als menschliche Zellen sind, mit diesen Zellen in Kontakt kommen?
Diesen Fragen widmet sich das Forschungskonsortium von INOS. Im Rahmen
dieses Projektes untersuchen die Wissenschaftler, ob und unter welchen
Umständen Nanoteilchen, die künftig im Maschinenbau, der chemischen
Industrie, der Energietechnik oder der Mikroelektronik Bedeutung
erlangen könnten, unerwünschte Wirkungen auf Zellen von Menschen und
Fischen hervorrufen. Die Untersuchungen an Zellen werden zunächst in
vitro, also außerhalb der Organismen, anhand verschiedener
Zellkulturen durchgeführt und die Ergebnisse in einer frei
zugänglichen Datenbank der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Es
werden Methoden entwickelt, die es erlauben, unter Verzicht auf
Tierversuche eine Vielzahl von Teilchen unter definierten Bedingungen
auf zelluläre Wirkungen hin zu untersuchen, um Hinweise auf mögliche
Gefährdungspotenziale zu erhalten. Dabei interessiert die Forscher
besonders, ob die Funktion und Lebensfähigkeit von Nerven-, Lungen-,
Darm- oder Hautzellen beeinflusst wird und eine Schädigung des
Erbgutes oder eine Veränderung der Immunregulation möglich ist.
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