Untersuchung der möglichen gesundheitlichen Risiken von Nanoröhrchen

Winzige Partikel wirken im Tierversuch ähnlich wie Asbestfasern

Edinburgh (Großbritannien) - Nanoröhrchen aus Kohlenstoff versprechen zahlreiche Anwendungen von extrem kleinen Schaltkreisen, leitfähigen Kunststoffen bis hin zu hochfesten Baumaterialien. Seit wenigen Jahren werden neben den beeindruckenden physikalischen Eigenschaften auch potenzielle Gesundheitsgefahren der winzigen Röhrchen untersucht. Britische und amerikanische Forscher erkannten nun in Tierversuchen mit Mäusen, dass die winzigen Partikel den Körper ähnlich wie Asbestfasern schädigen können. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachblatt "Nature Nanotechnology".

"Die Ergebnisse sind ein Alarmsignal für die Nanotechnologie im Allgemeinen und die Nutzung von Nanoröhrchen im Besonderen", berichten Ken Donaldson von der University of Edinburgh und seine Kollegen. Für ihre Versuche injizierten sie längere Nanoröhrchen in die Bauchhöhle von Mäusen. Dabei bildeten sich im Gewebe Entzündungsherde und kleine, knötchenförmige Granulome. Solche Reaktionen können auch nach der Injektion von Asbestfasern beobachtet werden. Kürzere Nanoröhrchen dagegen führten deutlich seltener zu diesen Körperreaktionen.

Diese Ergebnisse sind allerdings noch kein Beweis dafür, dass auch in die Lunge eingeatmete Nanoröhrchen gefährliche Gewebeveränderungen zur Folge haben können. Dazu stehen weiteren Versuche aus, mit denen die Forscher die Lungengängigkeit der Partikel über die Atemwege überprüfen wollen. Den Forschern wollen dieses viel versprechende Material allerdings nicht verteufeln. Nur müssten bei der Handhabung der Nanoröhrchen geeignete Sicherheitsvorschriften beachtet werden. Insgesamt gelten lose Nanoröhrchen, die unbemerkt eingeatmet werden könnten, als risikoreicher als Partikel, die beispielsweise in Kompositmaterialien fest gebunden sind.

Schon vor zwei Jahren testeten Wissenschaftler vom Center for Biological and Environmental Nanotechnology (CBEN) at Rice die Nanoröhrchen auf ihre Giftigkeit. Vicki Colvin vermischte mit ihren Kollegen menschliche Hautzellen im Laborversuch mit einwandigen Nanoröhrchen. Bei einer Konzentration von nur 200 auf einer Milliarde Teilchen (ppb - parts per billion) starb die Hälfte der Hautzellen beim Kontakt mit den Nanoteilchen binnen 48 Stunden ab. Ohne Sicherheitsvorkehrungen können diese geringen Konzentrationen bei Laborarbeiten leicht erreicht werden. Für die Giftigkeit schien jedoch die Oberfläche der Nanoröhrchen eine große Rolle zu spielen. Denn zelltoxisch zeigten sich nur die reinen Hohlkörper. Hingen jedoch Molekülketten aus organischen Substanzen an den Partikeln, sank die Giftigkeit um das Zahntausendfache. "Damit haben wir einen Hinweis darauf, wie man die Toxizität von Nanopartikeln aus Kohlenstoff für Zellen dramatisch reduzieren kann", sagt Kevin Ausman, Direktor von CBEN.

Studien dieser Art sind für das boomende Forschungsfeld der Nanotechnologie von großer Bedeutung. Spätestens bei kommerziellen Anwendungen müssen die Risiken der Nanotechnologie offen liegen. Sonst könnte der gesamte Technologiezweig in Misskredit geraten und die ebenfalls großen Chancen der Nanotechnologie ungenutzt bleiben. In Deutschland widmen sich auch bereits Forscher den Risiken der Nanotechnologie. Das Büro für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag veröffentlichte bereits erste Berichte über die Gefahren der Nanotechnologie.