Die Nanotechnologieindustrie wurde in den letzten Jahren möglicherweise häufiger diskutiert als andere. Es gibt Prognosen, dass dieser Sektor bis 2025 weltweit ein Volumen von
173,95 Milliarden US-Dollar haben wird und
bereits einige Vorteile für eine nachhaltige Entwicklung, Gesundheit und das Wohl der Gesellschaft
bringt .
Nanomaterialien sind, wie der Name schon sagt, extrem klein - weniger als ein Millionstel Meter. Sie haben einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften, die ihre Fähigkeiten wie Reaktionsfähigkeit, Festigkeit, elektrische Eigenschaften und Funktionalität verbessern. Aufgrund dieser Vorteile sind Nanomaterialien in
verschiedene Konsumgüter eingebettet. Branchen wie die Automobil-, Computer-, Elektronik-, Kosmetik-, Sport- und Gesundheitsbranche profitieren von Innovationen in der Nanotechnologie. Es sind auch neue Wissensgebiete entstanden, zum Beispiel die Nanomedizin, die unsere Fähigkeit zur Behandlung von Krankheiten drastisch verbessern soll.
Egal wie cool dies klingt, bei jeder Innovation müssen wir darauf achten, die Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu berücksichtigen. Und das zu tun ist nicht einfach. Obwohl es Standardmethoden zur Gefährdungsbeurteilung für eine Vielzahl von Dingen gibt - zum Beispiel für chemische Verbindungen -, ermöglichen die einzigartigen Eigenschaften von Nanomaterialien nicht, dass sie genau auf die gleiche Weise bewertet werden.
Gesundheit von Umwelt und Menschen
Nanomaterialien dringen bereits in geringe Mengen in unsere Umwelt ein. Sie kommen im
Abwasser aufgrund von Produkten wie
Zahnpasta ,
Sonnenschutzmitteln oder
Socken mit Nanosilber (die schlechten Geruch verhindern) vor, die
maschinenwaschbar sind . Mehrere über kurze Zeiträume durchgeführte Studien zur Umweltsicherheit zeigen, dass viele Nanomaterialien auf den epidermalen Oberflächen von Organismen wie Algen und Cladocera
adsorbiert sind (einen dünnen Film bilden). Diese Materialien werden auch über das Verdauungssystem und andere Organe kleiner Kreaturen verteilt.
Es ist von entscheidender Bedeutung, die möglichen nachteiligen Auswirkungen von Nanomaterialien richtig zu verstehen, bis sie sich verbreiten. Derzeit wurden die Langzeiteffekte von Nanomaterialien, die in die Umwelt gelangen, nicht untersucht. Wir wissen nicht, wie Nanomaterialien in die Nahrungskette in die Umwelt gelangen. Zum Beispiel können sie die Menge an Nahrung, das Verhalten und das Überleben verschiedener Arten beeinflussen.
Wir wissen auch wenig darüber, wie Nanomaterialien Menschen in kleinen Dosen über lange Zeiträume beeinflussen können. Die wichtigsten Kontaktwege sind Lunge, Verdauungssystem und Haut. Nanomaterialien sind in
Lebensmittel und
Verpackungen integriert und können von Produktionsmitarbeitern eingeatmet oder verschluckt werden. Tests haben gezeigt, dass Nanomaterialien im Körper
in der Leber verbleiben , aber wir wissen nicht, welche Risiken sie langfristig darstellen können.
Bestehende Verfahren zur Überprüfung der Sicherheit von Substanzen für die menschliche Lunge, die Verdauung und die Haut, bei denen keine Tiere verwendet werden, sind zu stark vereinfacht. Um beispielsweise die biologische Wirkung des Einatmens von Nanomaterialien zu bestimmen, züchten Wissenschaftler das Zellsystem einer Lunge in einem Labor und setzen es Nanomaterialien aus, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. In der menschlichen Lunge finden sich jedoch mehr als 40 verschiedene Zelltypen. Solche Tests sind nicht in der Lage, den potenziellen Schaden, der mit der Exposition gegenüber Nanomaterialien verbunden ist, genau vorherzusagen, und simulieren nicht genau die Komplexität des menschlichen Körpers oder den Umgang mit Nanomaterialien.
Nächste Generation
Die Welt hat sich bereits den Herausforderungen der Innovation gestellt. Angesichts der weltweiten Erfahrungen mit
Asbest (obwohl es seit Tausenden von Jahren verwendet wird, wurde es erst im 20. Jahrhundert bekannt, dass es eine Krankheitsquelle ist) ist es angesichts der umstrittenen Entwicklung
gentechnisch veränderter Lebensmittel , der sensationellen
Krise mit Mikroplastik äußerst wichtig, dass sich die Nanotechnologie weiterentwickelt führte nicht zu ähnlichen Gesundheitskrisen.
Unser Forschungsteam arbeitet im Rahmen des
PATROLS- Projekts, das vom Programm
Horizont 2020 finanziert wird, an der Verbesserung der Nanotechnologietests. Wir bringen führende Experten aus den Bereichen Nanosicherheit, Ökotoxikologie, Gewebedesign und Computermodellierung aus der ganzen Welt zusammen, um internationale Best Practices zu nutzen und Maßnahmen in Bezug auf aktuelle Testbeschränkungen zu ergreifen.
Wir nutzen bereits fortgeschrittene wissenschaftliche Erkenntnisse, um neue Modelle für Lungen-, Darm- und Lebergewebe zu entwickeln und die Sicherheit von Nanomaterialien zu bewerten. Wir arbeiten an neuen Sicherheitsbewertungsmethoden für Umwelttestsysteme und Organismen (einschließlich Algen, Cladocere und Zebrafische), die entsprechend ihrer Position in der Nahrungskette ausgewählt werden. Die neue Testgeneration soll die Abhängigkeit von Tierversuchen verringern und die verantwortungsvolle Entwicklung der Nanotechnologieindustrie fördern.
Darüber hinaus arbeiten wir an einer Möglichkeit, die Sicherheit von Nanomaterialien für Mensch und Umwelt anhand von Rechenmodellen vorherzusagen. Dies ermöglicht die Bewertung neuer Nanomaterialien unter Verwendung einer Computerdatenbank als erste Sicherheitsüberprüfung, bevor weitere Tests durchgeführt werden.
Durch die Verbesserung der Qualität von Nanotechnologieversuchen ohne den Einsatz von Tieren können wir dazu beitragen, Verbraucher, Arbeitnehmer und die Umwelt vor möglichen Gesundheits- und Sicherheitsrisiken zu schützen, die sie möglicherweise darstellen könnten. Die Nanotechnologie zeigt bereits Möglichkeiten zur Verbesserung unseres Lebens auf. Durch ein besseres Verständnis ihrer Sicherheit können wir die Vorteile dieser neuen Technologie sicherer nutzen.