Nanotubes Wie gefährlich sind die Mini-Röhrchen?

Vor kurzem erregte eine Studie Aufsehen, bei der Forscher mit Kohlenstoff-Nanoröhren an Mäusen ähnliche Effekte auslösten, wie Asbest. Thomas Peter vom Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) über den aktuellen Stand der Forschung in Deutschland.

Herr Peter, wie testen Sie, ob Nanotubes gefährlich für den Menschen sind?

Wir verwenden Zellkulturen und vergleichen die Daten mit bestimmten Referenzmaterialien. Um die Partikelgrößen zu vergleichen nehmen wir schon im Markt etablierte Nanopartikel wie Ruß oder Titandioxid. Für die Fasereigenschaften nehmen wir Glas- oder Asbestfasern. Bei den Tests können wir dann sagen, ob Nanotubes im Vergleich  zu diesen Stoffen toxische Effekte hervorrufen und ob ihre Fasereigenschaften Vergleiche zu Asbest zulassen.

Das Problem bei den Nanotubes ist, dass es keine klassischen Dosis-Wirkungs-Abhängigkeiten gibt. Bei anderen Stoffen können wir sagen, dass eine höhere Dosis auch eine höhere Wirkung hat. Nicht so bei den Nanotubes. Hier sind individuelle Materialeigenschaften wie Größe und Form von Bedeutung. Es gibt lange und steife Nanotubes aber auch kurze und dünne.

Vor kurzem gab es Medienberichte, die genau das nicht berücksichtigt und die Nanotubes verallgemeinert haben.

Sie meinen die Studie, bei der Forscher an der Uni Edinburgh Nanotubes in die Bauchhöhlen von Mäusen gespritzt und dann ähnliche Effekte wie bei Asbest festgestellt haben.


Das Ziel dieses Versuches war es herauszufinden, ob Nanotubes ähnlich wie Asbest Lungenkrebs auslösen können. Das Ergebnis war, dass die lange, steife Variante zu ähnlichen Effekten wie Asbest führt. Daraus könnte sich später Krebs entwickeln allerdings lässt sich das nicht nach ein paar Tagen sagen. Bei Opfern von Asbest entwickelt sich mitunter erst nach 30 Jahren Krebs. Die dünnen, kurzen Nanotubes hatten bei den Mäusen übrigens keine Auswirkungen.

Welche Möglichkeiten hätten Nanotubes, die zum Beispiel in elektronischen Bauteilen verwendet werden, in den menschlichen Körper einzudringen?

Wenn sich die Nanotubes in einem elektronischen Bauteil befinden, dann dürften sie eigentlich nicht freigesetzt werden. Ansonsten bilden beim Menschen die Haut, die Lunge oder den Magen-Darm-Trakt die Barriere zur Außenwelt. Wir wissen jetzt, dass Nanopartikel nicht in eine gesunde Haut eindringen können. Das heißt, dass bisher noch keine Nanopartikel in tieferen Hautschichten nachgewiesen werden konnten. Sie sind zu groß dafür.

Bei der Herstellung von  Nanotubes wäre es möglich, dass sich Stäube bilden, die in die Lunge gelangen könnten. Allerdings sind die Anlagensicherheit und Arbeitsschutzmaßnahmen daran angepasst, sodass dies kein Problem sein wird. In der Industrie wird mit weit giftigeren Substanzen gearbeitet.

Über das Verhalten von Nanotubes bei der Entsorgung haben wir noch keine Studien, da es noch keine fertigen Produkte gibt. Allerdings sind die Nanotubes auf der Nano-Ebene eigentlich fest gebunden und es dürfte fast unmöglich sein, sie freizusetzen.

Welche Auswirkungen von Nanotubes konnten Sie bisher nachweisen?

Wir führen unsere Versuche mit menschlichen Zellen durch. Wir konnten bisher nicht feststellen, dass Nanotubes giftiger als unsere Referenzstoffe Ruß oder Titandioxid sind. Wir konnten bisher auch nicht feststellen, dass Nanotubes in den Zellkern gelangen, wo sie die DNA schädigen könnten.

Was wir festgestellt haben ist, dass sich Nanotubes an Zellen anlagern und in sie hineingelangen können. Dort verändern sie den Stoffwechsel der Zellen, was zum Beispiel dazu führen kann, dass sich die Zellen langsamer teilen.

Gibt es Bestimmungen für die Hersteller von Nanotubes, die ähnlich wie bei REACH, die Gefahren dieser Stoffe benennen müssen?

Jeder Hersteller muss für seine Nanomaterialien ein Datenblatt erstellen, auf dem auch die Toxizität aufgeführt ist. REACH berücksichtigt die speziellen Eigenschaften von Nanopartikeln bisher nicht. Das ist ein Problem. Ich hoffe, dass wir mit unseren Tests dazu beitragen können, um mögliche Grenzen zu finden.