Project

TRACER

TRACER – Toxicology and Health Risk Assessment of Carbon Nanomaterials

Ziel des vom BMBF von März 2006 bis Februar 2009 geförderten Projektes TRACER war es, entlang der exemplarischen Wertschöpfungskette Herstellung – Verarbeitung – Halbzeug Funktionsmuster von PEEK (Polyetheretherketon)- und PUR (Polyurethan)- Kompositmaterialien die Biokompatibilität zu bewerten und hier speziell zunächst Fragen zur Zytotoxizität der Kohlenstoffnanofasern zu beantworten.

Kohlenstoffnanoröhren (CarbonNanoTubes, CNT) und -nanofasern (CarbonNanoFilaments, CNF) gelten bereits heute als Schlüsselmaterial des 21. Jahrhunderts, das in zentralen Technologiefeldern wie z.B. Chemie, Automobilindustrie sowie Luft- und Raumfahrt technologische Durchbrüche ermöglicht und weiterhin ermöglichen wird. Die einsetzende industrielle Fertigung der Kohlenstoffnanoröhren kann weitere Technologiefelder erschließen und den Weg in eine Vielzahl von Massenanwendungen ebnen.

Die umfassende physikalisch-chemische Charakterisierung der Materialien erlaubte eine Referenzierung der untersuchten Zytotoxizität auf standardisierte Materialeigenschaften. Parallel dazu wurden mehrere Simulationstools für die Aufnahme- und Verteilungspfade von Kohlenstoffnanomaterialien im menschlichen Organismus adaptiert, die eine Prognose der Dosis-Wirkungs-Korrelation ermöglichen.

Die erzielten Ergebnisse fließen in die Bewertung der größenaufgelösten Messung der Anzahl von entlang der Wertschöpfung freigesetzten Partikeln ein. Sie dienen als Basis für Empfehlungen zum Umgang bei der Herstellung und zur Verarbeitung sowie zum Einsatz möglicher Endprodukte.

Das Projekt TRACER wurde vom BMBF mit 1,5 Mio. Euro gefördert. Weitere 1,5 Mio. Euro wurden von den Industriepartnern eingebracht.

Abschlussberichte der Projektpartner können über die Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB) angefordert werden.

NanoCare

Eine deutsche Initiative zu gesundheitlichen Aspekten synthetischer Nanopartikel: Bildung einer Informations- und Wissensbasis für Innovative Materialforschung

Das Projekt NanoCare (März 2006 bis Juli 2009) diente der Erzeugung neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse über mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Nanopartikeln sowie der Etablierung einer strukturierten und interpretierten Wissensbasis. Die beteiligten Partner aus Industrie und Wissenschaft haben dafür im Ergebnis gemeinsam höchst innovative Anwendungen und Messmethoden für den vorsorgenden und nachhaltigen Umgang mit chemischen Nanotechnologien entwickelt.

Zusätzlich zu diesen Resultaten wurden auch begleitende Literaturauswertungen zur Erweiterung des Datensatzes mit aktuellen Ergebnissen auch anderer wissenschaftlicher Gruppen durchgeführt. Durch die Erstellung der „Wissensbasis“ zu bekannten Sicherheitsaspekten, die in einer verständlichen und interpretierten Form für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde, konnte deren wachsendem Informationsbedürfnis auf dem Gebiet der Nanotechnik Rechnung getragen werden. Unterstützt wurde dies durch Dialogveranstaltungen mit Bürgern und Stakeholdern aus Politik, Wirtschaft und Verbänden.

INOS

INOS – Identification and Assessment of the Effects of Engineered NanOparticleS on Human and Environmental Health

Das durch das BMBF geförderte Projekt INOS, Januar 2006 bis April 2009, war auf die Entwicklung von Methoden zur Bewertung des Gefährdungspotenzials von technischen Nanopartikeln mit Hilfe von in-vitro-Methoden ausgerichtet. Die Gefährdungsanalyse basiert auf einer umfassenden Untersuchung des Verhaltens und der Veränderung von Nanopartikeln in verschiedenen Zellkulturmedien, ihrer Reaktion mit Bestandteilen der Zellflüssigkeit wie Salzen und Proteinen, der Veränderung des pH-Wertes und der Wechselwirkung der Nanopartikel mit Zellen in Abhängigkeit von ihrer Größe, der chemisch-physikalischen Natur und der Beschaffenheit ihrer Oberfläche.

Die Arbeiten konzentrierten sich auf keramische und metallische Partikel wie Diamant, Wolframcarbid, Titandioxid, Titancarbonitrid, Cobalt, Platin, Keramik-Metall-Mischungen sowie Kohlenstoffnanoröhren und Industrie-Ruß (Carbon Black). Die Stoffe unterscheiden sich in ihrer Struktur, Bindung und chemischen Stabilität sowie im Lösungs- und Dispergierverhalten in wässrigen Medien. Es wurden deshalb deutliche Unterschiede in den Reaktionen von Zellen auf Partikel erwartet. Damit ist die Hoffnung verbunden, die gewonnenen Ergebnisse auf andere Stoffe übertragen zu können.

Für die zelltoxikologischen Untersuchungen kamen verschiedene menschliche und tierische Zellen wie Lungen- und Darmepithelzellen, Epidermiszellen, Neuronen und Gliazellen als Zelllinien oder Primärzellen zum Einsatz. Als Endpunkte wurden die Vitalität, die allgemeine Stressantwort (wie Änderung der Proteinexpression), oxidativer Stress, inflammatorische und immunmodulatorische Effekte, Gentoxizität, Zelltod etc. untersucht.