NANOSH - Entzündungs- und genotoxische Effekte von Nanomaterialien

Status:

abgeschlossen 10/2009

Zielsetzung:

Das sich schnell entwickelnde Feld der Nanotechnologien eröffnet viele Möglichkeiten und Vorteile für neue Materialien mit deutlich verbesserten Eigenschaften sowie revolutionären Anwendungen in den Gebieten Energie, Umwelt, Medizin usw. Nach Einschätzung der Europäischen Kommission (EU) "wird die industrielle Produktion und Verwendung von Nanopartikeln die treibende Kraft für die kommende, mit der Herstellung neuer Materialien befasste Industrie des 21. Jahrhunderts. Diese neue Industrie kann sich nur dynamisch entwickeln, wenn der potenzielle Einfluss dieser neuen Materialien auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zufriedenstellend behandelt wird."

Da zur gesundheitlichen Wirkung von Nanopartikeln besorgniserregende Hinweise vorliegen, suchen die Unfallversicherungsträger nach einem geeigneten Risikomanagement, insbesondere nach Kenntnissen über die Exposition gegenüber technisch hergestellten Nanopartikeln. Da sich diese Probleme nicht im Alleingang lösen lassen, beteiligte sich das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) am europäischen Projekt NANOSH, das u. a. auch die Frage der Exposition einschloss.

Aktivitäten/Methoden:

Aufgabe des IFA war es, luftgetragene Nanopartikeln zu charakterisieren und die Exposition gegenüber Nanopartikel an Labor- und an ausgewählten industriellen Arbeitsplätzen zu messen. Kohlenstoffröhrchen, Titandioxid und Siliciumdioxid waren die primär interessierenden Partikeln. Das IFA bestimmte bei Arbeitsplatzmessungen die Partikelgrößenverteilung, Oberflächen- und Massenkonzentrationen, weitere Partner die Agglomerationseigenschaften, Löslichkeit und Oberflächenaktivität. Eine Abgrenzung zu allgemein vorhandenen ultrafeinen Partikeln sollte untersucht werden.

Andere Partner bestimmten genotoxische Effekte in Form von Nanopartikel induzierter, oxidativer DNA-Schädigung in Lungenzellen (in vitro und in vivo), Nanopartikel induzierten DNA-Strangbrüchen in Atemwegszellen (in vitro und in vivo) und in Form von Nanopartikel induzierten Chromosomenschäden in Atemwegszellen (in vitro und in vivo).

Entzündungseffekte der Atemwege wurden als direkte Effekte in vivo, als modulierte Effekte auf die Entwicklung von allergischem Asthma in vivo und als Reaktionen in Atemwegszellen in vitro untersucht.

Effekte von Nanopartikeln auf die Mikrozirkulation wurden als mikrovaskuläre Thrombusbildung in vitro, als prothrombische und proentzündliche Effekte in den kleinen Gefäßen von gesunden Mäusen und deren Rolle bei Auswirkungen von postischämischen Verletzungen untersucht.

Ergebnisse:

Das IFA konnte im Rahmen der Projektaktivitäten sechs Messkampagnen bei Herstellern und Verabreitern von Nanomaterialien durchführen. Mit weiteren drei Projektpartnern ergaben sich 19 Messkampagnen in den Bereichen Forschung, Herstellung und Verarbeitung. Dabei wurden Daten zu Nanopartikelkonzentrationen in der Luft von 150 Arbeitsplätzen ermittelt.
Eine Messstrategie zur Abgrenzung von allgemein vorhandenen ultrafeinen Partikeln wurde entwickelt und angewandt. Sie umfasst die Bestimmung der Partikelkonzentrationen während Aktivitäten mit Nanomaterialien und während Zeiten ohne Aktivitäten oder mit weiteren Aktivitäten mit Nanomaterialien. Die gewonnenen Daten wurden statistisch ausgewertet und zusammen mit elektronenmikroskopischer Analyse gesammelter Aerosole eine Wahrscheinlichkeit der Exposition gegenüber Nanopartikeln abgeleitet. Die anonymisierten Daten wurden in einer Datenbank zusammengefasst und sollen zukünftig frei einsehbar sein.

Stand: