Nanopartikel zum Testen von Toxizität

Nanomaterialien, also Substanzen, die eine Abmessung in der Größenordnung von Atomen und Molekülen (Nanometer) haben, werden zunehmend zu einem Teil des modernen Lebens. Angesichts der vielen weiteren Materialien in der Forschungs- und Entwicklungspipeline ist es wichtig, ihre mögliche toxische Wirkungen zu verstehen.

Das EU-geförderte Projekt NANOPOLYTOX (Toxicological impact of nanomaterials derived from processing, weathering and recycling of polymer nanocomposites used in various industrial applications) bewertete die toxikologischen Auswirkungen verschiedener Nanomaterialien über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg, um durch Veränderungen an der klassischen Methodik der Lebenszyklusanalyse (LCA) zur Bewertung der globalen Umweltauswirkungen von nanofähigen Produkten beizutragen. Die Forscher untersuchten Synthese, Verarbeitung, Alterung, Verwertung und Entsorgung von Polymeren mit Nanopartikeln.

NANOPOLYTOX erzeugte 18 Nanomaterialien, die in drei verschiedenen Polymermatrizen aufgenommen wurden, was zu 18 zu untersuchenden polymeren Nanokompositen führte. Jedes dieser Materialien, einschließlich Polymeren ohne Nanomaterialien, wurden direkt nach der Herstellung sowie nach natürlicher oder beschleunigter Umweltalterung (Witterungsbedingungen, u.a. Regenzyklen) getestet.

Die Toxizitätstests von Roh- und gealterten Nanomaterialien und Nanokompositen führten die Wissenschaftler anhand von humanen Zelllinien, Fischembryonen (in-vitro-Tests) und Mäusen, Ratten und Fischen (in-vivo-Tests) durch. Diese Studien umfassten Bioakkumulationsprüfungen und tragen damit zur Bewertung der möglichen Umweltauswirkungen dieser Nanokompositmaterialien bei.

Im Allgemeinen veränderten sich die Eigenschaften der Nanomaterialien unter Alterungsbedingungen (Oxidation, Hydratation usw.) und verloren in der Regel ihre Oberflächenfunktionalitäten, was insofern ihre toxikologischen Wirkungen beeinflusste. Bei bestimmten Nanomaterialien stellten die Forscher im Laufe der Zeit eine Bioakkumulation in Leber und Milz fest. Ausscheidung sowie Bioakkumulation dieser Substanzen hing von den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Nanopartikel ab.

In eingehenden Tests befasste sich NANOPOLYTOX mit der sehr wichtigen Frage hinsichtlich der Sicherheit der zunehmenden Verwendung von Nanomaterialien. Standardisierte Tests und Sicherheitsdatenblätter, die für alle anderen industriell hergestellten Chemikalien und Materialien bereits existieren, sollten zu einer sicheren Herstellung von und einem gefahrlosen Umgang mit Nanomaterialien führen.