Messung der Risiken der Nanotechnologie

Vicki Colvin

Position: Direktor, Zentrum für biologische und ökologische Nanotechnologie der Rice University

Überwachungsnation

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom April 2003

  • Siehe den Rest der Ausgabe
  • Abonnieren
Problem: Die Sicherheit der Nanotechnologie. Stellen Durchbrüche in der Nanotechnologie – die weithin für ihr Potenzial in der Biomedizin und den Materialwissenschaften gelobt werden – einzigartige Gesundheits- und Umweltgefahren mit sich, die untersucht werden müssen?
Persönlicher Wirkungspunkt: Colvins Nanochemie-Gruppe, die neuartige Nanopartikel herstellt, beginnt mit Toxikologen, Biologen und Bioingenieuren zusammenzuarbeiten, um die unbeabsichtigten biologischen Wirkungen dieser Materialien zu bewerten.

Technologie-Review: Fragen zur Sicherheit der Nanotechnologie scheinen plötzlich überall zu sein, aus Michael Crichtons Bestseller-Roman Beute fordert ein Moratorium für die Technologie von mindestens einer Umweltgruppe. Was sind die Hauptanliegen?



Vicki Colvin: Nanomaterialien sind anders. Aufgrund ihrer geringen Größe sind wir in der Lage, sie in Körperteile zu bringen, in die typische anorganische Materialien nicht gelangen können, weil sie zu groß sind. Die Verwendung von Nanopartikeln bietet enorme Vorteile, wenn Sie beispielsweise Arzneimittelabgabesysteme oder Krebstherapeutika entwickeln. Dies würde nahelegen, dass auch Nanomaterialien, die unbeabsichtigt in den Körper eingebracht werden, ähnliche Prozesse durchlaufen können. Die Sorge – oder die Hypothese wäre besser gesagt, dass sich Nanomaterialien in ihrer Reaktivität und biologischen Verfügbarkeit unterscheiden. Sie können nicht anders, als zu fragen: Nun, wenn es sich um mächtige biologische Akteure handelt, was ist dann mit unbeabsichtigten Konsequenzen?

TR: Sind die Gefahren von Nanomaterialien gut bekannt?
Colvin: Es ist nicht so, als ob noch nie jemand darüber nachgedacht hätte, wie Feinstaub im Allgemeinen mit Organismen interagieren kann. Wir können viel von Partikeltoxikologen lernen, die die Auswirkungen von aerosolisierten Partikeln aller Größen auf die Gesundheit charakterisieren, sowie von Bioingenieuren, die die Auswirkungen größerer Partikel betrachten, die durch Abnutzung von Implantaten im Körper entstehen. Dennoch sind spezifische Informationen über die gesundheitlichen Auswirkungen sehr kleiner, nanotechnischer Partikel unter 20 Nanometern schwer zu bekommen. Alle sind sich also einig, dass es einfach nicht viele Informationen gibt.

Diese Informationen zu erhalten, wird keine einfache Aufgabe sein. Nanomaterialien sind unglaublich vielfältig. Sie können nanoskaligen Kohlenstoff haben, nanoskaliges Teflon, nanoskalig, wie Sie es nennen. Bei dieser riesigen Materialvielfalt wäre es fast schon erstaunlich, wenn all diese Materialien so sicher wie Wasser wären. Die toxikologischen Daten werden bald herauskommen, und es ist fast sicher, dass dies nicht der Fall sein wird: Nanomaterialien sind absolut sicher. Nichts auf der Welt ist absolut sicher.

TR: Erwarten Sie also schlechte Nachrichten zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Nanomaterialien?
Colvin: Ich gehe davon aus, dass im Laufe des nächsten Jahres konkrete Daten zu gesundheitlichen Auswirkungen vorliegen werden. Es überrascht nicht, dass es einige Neuigkeiten geben wird, dass Sie diese Materialien in keiner möglichen Anwendung verwenden können; Sie müssen die Exposition des Menschen und die Umweltauswirkungen berücksichtigen.

Aus rein wissenschaftlicher Sicht gibt es einige spannende Fragen, wie der Körper mit anorganischen Stoffen in der Größenordnung von Hämoglobin umgeht. An dieser Stelle halte ich es für einen Fehler, zu sagen, dass Nanopartikel sicher sind, und es ist ein Fehler, zu sagen, dass Nanopartikel gefährlich sind. Sie werden wahrscheinlich irgendwo in der Mitte sein. Und es wird sehr stark von den Besonderheiten abhängen. Wichtig ist jedoch, dass Sie, wenn Sie eine Branche in der Region gründen, in der Milliarden von Dollar in Nanotechnologie-Unternehmen fließen, die erstaunlichen Vorteile der Nanotechnologien gegen das derzeit noch nicht gut verstandene Risiko abwägen müssen. Wird es ein regulatorisches Umfeld geben, mit dem man umgehen muss? Wird es Haftungsfragen geben? Je früher wir technische Informationen in die Hand bekommen, desto besser.

TR: Sollte es Vorschriften für die Nanotechnologie geben, wie wir es für Arzneimittel und Chemikalien haben?

Colvin: In den nächsten Jahren lautet die Antwort nein. Aus Sicht der Industrie entwickelt sich die Nanotechnologie gerade erst, und tatsächliche Produkte für Verbraucher sind nicht üblich. Aber ich würde sagen, sobald die Produkte entwickelt sind, sollte sich die FDA (Food and Drug Administration) wahrscheinlich damit befassen. Ich weiß, dass Nanomaterialien bereits in Sonnenschutzmitteln und auch in Kosmetika verwendet werden. Die Tatsache, dass sie unter diesen Umständen verwendet werden, ist von Interesse, und ich glaube, dass diese Branche irgendwann eine regulatorische Komponente haben wird.

TR: Wurden die in Sonnenschutzmitteln und Kosmetika verwendeten Nanopartikel getestet? Was sagen Sie den Leuten über die Risiken dieser Konsumgüter?
Colvin: Meines Wissens wurden sie nicht getestet. Benutze ich Sonnenschutzmittel? Ja. Lässt es mich nachts wach bleiben? Eigentlich nicht. Wegen der Art von Krankheiten – wenn man sich andere größere anschaut
partikelbasierte Krankheiten – sind solche, die in der Regel bei Arbeitern auftreten, die über Jahrzehnte akut den Materialien ausgesetzt waren. Daher habe ich nicht das Gefühl, dass gelegentlicher Sonnenschutz für mich oder meine Familie ungesund ist. Dennoch wäre es besser für alle, gründliche Tests durchzuführen.

TR: Da Nanopartikel so klein sind, können sie im Körper überall hinkommen?
Colvin: Es ist bekannt, dass Nanopartikel unter den richtigen Umständen in Zellen eindringen können. Diese Tatsache allein ist kein Grund zur Besorgnis. Obwohl die Daten nicht systematisch sind, neigen sie unter etwa 50 Nanometern [etwa der Größe eines Erkältungsvirus] definitiv dazu, einzudringen. Dann stellt sich die Frage: Wohin gehen sie? Wie verteilen sie sich im Körper? Und die Daten dazu sind etwas weniger klar. Kleinere Partikel zirkulieren offenbar viel länger und können in einigen Fällen die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Und sie können sicherlich aus Kapillaren austreten und in die Flüssigkeiten zwischen den Zellen gelangen. So können sie an Stellen im Körper gelangen, die Ihr durchschnittliches anorganisches Mineral nicht kann.

TR: Gibt es Bereiche, in denen Ihrer Meinung nach die Bemühungen in der Nanotechnologie wahrscheinlich langsamer werden sollten?
Colvin: Neue Arten von Solarzellen oder neue Methoden zur Krebsbehandlung, um nur zwei Beispiele zu nennen, bieten unserer Gesellschaft erstaunliche Vorteile, die jede Risikospekulation überwiegen. Ich bin weniger davon überzeugt, dass Nanomaterialien, die in kosmetischen Produkten verwendet werden, das Risiko wert sind.

TR: Befürchten Sie, dass öffentliche Ängste die Entwicklung der Nanotechnologie behindern?
Colvin: Letztlich müssen die Menschen eine Kosten-Nutzen-Entscheidung treffen. Die Vorteile der Nanotechnologie werden von Wissenschaftlern und unserer Bundesregierung, die über eine Milliarde Dollar in dieses Gebiet investiert hat, anerkannt. Aber die Einführung der Nanotechnologie wird mit ziemlicher Sicherheit Kosten verursachen. Zu versuchen, den Kopf in den Sand zu stecken und zu sagen: Oh nein, die gesamte Nanotechnologie führt nur zu absolut sicheren und guten Technologien. Eine Reihe sehr mächtiger Organisationen wie Greenpeace, insbesondere diejenigen, die sich um genetisch veränderte Organismen bemüht haben, beginnen, sich mit der Nanotechnologie zu befassen. Als Techniker muss man diesen Gruppen zuhören und ihre Ängste ernst nehmen.

Wenn es eine perfekte Welt wäre, würden wir 10 Jahre lang nicht über dieses Thema nachdenken. Und dann wären alle Daten da und wir würden eine gute Entscheidung treffen. Tatsache ist jedoch, dass die Gesellschaft ohne Daten zu einer Entscheidung gezwungen sein wird. Ich kenne die technischen Antworten noch nicht. Ich kann Ihnen nur sagen, dass es sich um ein sehr vielfältiges und komplexes Problem handelt. Es wird viele verschiedene Antworten geben. Und ja, ich bin gespannt, wann dieses erste Papier über die gesundheitlichen Auswirkungen von Nanomaterialien veröffentlicht wird.

verbergen