Wie gefährlich sind Nanopartikel?
Eine tolle Erfindung: In einer abgeschlossenen Handschuhbox können Laboranten mit gefährlichen Stoffen hantieren, ohne Angst um ihre Gesundheit zu haben - und die Handschuhe hängen praktischerweise gleich mit dran. (Bild: Rune Welsh)
Nanopartikel sind heute überall: In Sonnencremes, Lebensmitteln und in Baumaterialien - oder in Schleifmitteln. In der Industrie werden grosse Mengen eines Stoffes namens Ceriumoxid als Nano-Schleifmittel für beispielsweise Computerchips oder Handykamera-Linsen verwendet. Doch kann dieser Stoff den Arbeitern gefährlich werden?
Weltweit werden jährlich Tonnen der Chemikalie Ceriumoxid von der Industrie als Schleifmittel eingesetzt. Doch was passiert, wenn jemand bei der Arbeit das Pulver verschüttet oder unvorsichtig ist und es einatmet? Schadet dies der Gesundheit?
Unerforschte Gebiete
Die Nano-Sicherheitsforschung steckt leider noch in den Kinderschuhen, aber genau das will die Forschungsgruppe um Assistenzprofessor Wendelin Stark an der ETH Zürich ändern. Eines ihrer Projekte war es, die obengestellte Frage zu beantworten: Sind Ceriumoxid-Nanopartikel gefährlich?
Mit Hilfe von Forschenden der Universität Bern haben die Wissenschaftler ein neues Verfahren entwickelt, um dieses Problem zu untersuchen.
Neue Wege
In Bern wurden Lungenzellen in einer Zellkulturschale gezüchtet, die der Lungenoberfläche sehr ähnlich sind. Dann haben die ETH-Forscher mit Hilfe einer neuen Methode, die Ceriumoxid-Nanoteilchen hergestellt. Diese wurden anschliessend in einer sogenannten Handschubox (wie auf dem Bild oben) versprüht und mit einem Ventilator gleichmässig verteilt - und in dieser Box hat man nun die gezüchteten Lungenzellen 10, 20 und 30 Minuten "atmen" lassen.
Bis anhin wurden solche Tests durchgeführt, indem man Zellen in eine Nanopartikel-Lösung gegeben hat - was nicht optimal ist, denn dabei können die Partikel verklumpen, und ausserdem schwimmt die Lungenoberfläche beim Menschen nicht in Wasser... Die neue Methode der Forschungsgruppe von Wendelin Stark ist darum viel realitätsnäher.
Die gute Nachricht...
Das Ergebnis: Die Zellen, die die Wissenschaftler den Ceriumoxid-Nanoteilchen ausgesetzt haben, starben nicht ab, was schon mal beruhigend ist. Allerdings haben sich bei den Zellen einige Veränderungen gezeigt.
...und die schlechte
Die Durchlässigkeit der Gewebeschicht nahm zu, was bedeutet, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Zellen nicht mehr so gut verschlossen waren. Ausserdem haben die Forscher einen bestimmten Stoff in den Zellen gefunden, den diese bei Stress produzieren und der die Erbinformation schädigen könnte.
Welche Langzeit-Folgen das für die Lungenzellen haben könnte und wie sich das Einatmen von Nanopartikeln auf den restlichen Körper (beispielsweise auf die Fresszellen, die diese Fremdpartikel beseitigen) auswirkt, wissen die Wissenschaftler allerdings nicht. Noch nicht - denn sie arbeiten daran.
Quelle: ETH Life
Wendelin Stark ist Assistenzprofessor für Chemie. Vor zehn Jahren hat er an einem Chemie-Wettbewerb von Schweizer Jugend forscht teilgenommen und die Silbermedaille geholt. Wieso er Chemie cool findet, kannst du in seinem Porträt nachlesen.