Bewertung der Kanzerogenität von Nanomaterialien
Das Umweltbundesamt (UBA) Deutschland hat eine Bewertung verfügbarer Studien zur Kanzerogenität und Mutagenität von Nanomaterialien durchgeführt. Mehr als 100 Einzelstudien wurden im Auftrag des UBA mit Hilfe einer relationalen Datenbank vom Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ausgewertet. Von den analysierten Materialien wies Nano-Silber das höchste toxische Potential auf. Das UBA schlägt zudem vor, im Hinblick auf die Regulierung „inerte“ Nanomaterialien durch einen LOEL (lowest observed effect level) von 0.1mg/m3 von solchen mit spezifischer Toxizität zu unterscheiden und Nanotubes als separate Gruppe zu betrachten.
Kanzerogenitätsstudien mit verschiedenen alveolengängigen Partikeln und Fasern deuten auf ein kanzerogenes Potential bei inhalativer Exposition hin und es wird befürchtet, dass dieses Potential bei Nanomaterialen höher ist als beim entsprechenden Mikromaterial. In diesem Forschungsprojekt wurden Langzeitstudien mit Nanomaterialien analysiert, um relevante Indikatoren der Toxizität einschließlich möglicher Vorstufen der Kanzerogenität von Nanomaterialien zu identifizieren. Eine strukturiertere und systematische Analyse der heterogenen Materialeigenschaften und der unterschiedlichen Studientypen wurde mit Hilfe einer relationalen Datenbank durchgeführt. Mehr als 100 Inhalations- und Instillationsstudien mit Carbon Black, Siliziumdioxid, Metallen oder Metalloxiden an Nagern wurden analysiert. Häufig werden Effekte wie Neutrophilen-Anzahl, Gesamtprotein- und LDH-Gehalt in der bronchio-alveolären Lavageflüssigkeit (BALF) gemessen, sie sind sensitive Indikatoren für die Toxizität der untersuchten Partikel. Zudem werden oft Infiltration von Entzündungszellen in der Lunge und erhöhtes Lungengewicht beobachtet. Die LOELs der Nano-Objekte sind tendenziell niedriger als die LOELs der entsprechenden größeren Objekte und sie unterscheiden sich durch mehrere Größenordnungen: In unserer Auswahl an Nanomaterialien hatte Silber das höchste toxische Potential. Chronische Entzündung kann als möglicher früher Vorläufer der Krebsentstehung betrachtet werden, und Nanomaterialien können anhand ihres Potentials Entzündungen zu verursachen gruppiert werden. Ein vorläufiger LOEL (basierend auf Entzündungsparametern) von 0.1 mg/m3 (Exposition 24 h/d, 7 d/w) wird vorgeschlagen, um die sogenannten “inerten” Nanomaterialien (z.B. Carbon Black) von Nanomaterialien mit spezifischer Toxizität zu unterscheiden. Unsere Daten unterstreichen den Ansatz, dass Nanotubes in eine separate Gruppe gehören.
Quelle: Umweltbundesamt (UBA)
Bild: MWCNT beim Durchqueren einer alveolaren Epithelzelle. Bildquelle: Mercer RR et al., Particle Fibre Toxicol 7:28, 2010.
Report (in englischer Sprache): UBA. Carcinogenicity and Mutagenicity of Nanoparticles – assessment of Current Knowledge as Basis for Regulation. Texte 50/2014