> 
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.
Förderkennzeichen: BMBF - FKZ 03X0013
Laufzeit: 01.01.2006 - 30.04.2009
Projektleitung
Projekt-Partner
Veröffentlichungen
2014
- Böhme, S., H.-J. Stärk, T. Meißner, A. Springer, T. Reemtsma, D. Kühnel, W. Busch (2014). „Quantification of Al2O3 nanoparticles in human cell lines applying inductively coupled plasma mass spectrometry (neb-ICP-MS, LA-ICP-MS) and flow cytometry-based methods”. J Nanopart Res 16: 2592.
2011
- Busch, W., S. Bastian, U. Trahorsch, M. Iwe, D. Kuehnel, T. Meissner, A. Springer, M. Gelinsky, V. Richter, C. Ikonomidou, A. Potthoff, I. Lehmann, K. Schirmer (2011). Internalisation of engineered nanoparticles into mammalian cells in vitro: influence of cell type and particle properties. J Nanopart Res 13(1): 293-310.
2010
- Meissner, T., D. Kuehnel, W. Busch, S. Oswald, V. Richter, A. Michaelis, K. Schirmer, A. Potthoff (2010). Physical-chemical characterization of tungsten carbide nanoparticles as a basis for toxicological investigations. Nanotoxicology 4(2): 196-206.
- Busch, W., D. Kuehnel, K. Schirmer, S. Scholz (2010). Tungsten carbide cobalt nanoparticles exert hypoxia-like effects on the gene expression level in human keratinocytes. BMC Genomics 11(1): 65.
2009
- Kuehnel, D., W. Busch, T. Meissner, A. Springer, A. Potthoff, V. Richter, M. Gelinsky, S. Scholz, K. Schirmer (2009). Agglomeration of tungsten carbide nanoparticles in exposure medium does not prevent uptake and toxicity toward a rainbow trout gill cell line. Aquat Toxicol 93(2-3): 91-99.
- Bastian, S., W. Busch, D. Kuehnel, A. Springer, T. Meissner, R. Holke, S. Scholz, M. Iwe, W. Pompe, M. Gelinsky, A. Potthoff, V. Richter, C. Ikonomidou, K. Schirmer (2009). Toxicity of tungsten carbide and cobalt-doped tungsten carbide nanoparticles in mammalian cells in vitro. Environ Health Perspect 117(4): 530-536.
- Meissner, T., A. Potthoff, V. Richter (2009). Physico-chemical characterization in the light of toxicological effects. Inhal Toxicol 21 Suppl 1(s1): 35-39.
- Potthoff, A., T. Meissner, V. Richter, W. Busch, D. Kühnel, S. Bastian, M. Iwe, A. Springer (2009). Evaluation of Health Risks of Nanoparticles – A Contribution to a Sustainable Development of Nanotechnology. Solid State Phenomena 151: 183-189.
- Meissner, T., A. Potthoff, V. Richter (2009). Suspension characterization as important key for toxicological investigations.J Phys: Conf Ser 170(1): 012012.
2008
- Richter, V., A. Potthoff, W. Pompe, M. Gelinsky, H. Ikonomidou, S. Bastian, K. Schirmer, S. Scholz, J. Hofinger (2008). Evaluation of health risks of nano- and microparticles. Powder Metallurgy 51(1): 8-9.
- Richter V, Bastian S. (2008). Bewertung der Gesundheitsrisiken von Nanopartikeln - Ein Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung der Nanotechnologie. Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, 3 (3), Springer-Verlag ISSN 1661-5751.
2007
- Richter, V., A. Potthof, W. Pompe, M. Gelinsky, H. Ikonomidou, S. Bastia, K. Schirmer, S. Scholz, J. Hofinger (2007). Of fine powders, hardmetals, hazard and health risk. Metal Powder Report 62(11): 12-14.
- Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Dresden & Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Abteilung für Neuropädiatrie (2009).„Abschlussbericht zum BMBF-geförderten Verbundvorhaben: Identifizierung und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen nanoskaligen Partikeln (INOS) : Teilprojekte: Arbeitspaket III (TUD-MBZ); Arbeitspaket V (TUD-UKD) ; Teilprojekt: Arbeitspaket III: Aufnahme und subzelluläre Verteilung von Nanopartikeln in Zellen ; Teilprojekt: Arbeitspaket V: Neurotoxizität und Gliotoxizität ; [Laufzeit des Vorhabens: 01.03.2006 - 31.12.2008 (Verlängerung bis 30.04.2009)]". Gelinsky, Michael, Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Dresden & Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Abteilung für Neuropädiatrie, FKZ03X0013A, TIB Hannover, DOI:10.2314/GBV:644465239
- UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (2009). „Identifizierung und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen nanoskaligen Partikeln (INOS), Teilprojekt Arbeitspaket IV: Toxiokologische Analyse von Nanopartikeln und Identifizierung von Wirkmechanismen : Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.03.2006 - 31.12.2008 (verlängert bis 30.04.2009)"; Scholz, Stefan; Schirmer, Kristin, UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, FKZ 03X0013C, TIB Hannover, DOI:10.2314/GBV:655973842.
- Namos GmbH Dresden (2009). „Identifizierung und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen nanoskaligen Partikeln (INOS) : Schlussbericht ; Berichtszeitraum: 01.01.2006 bis 31.12.2008." Zirpel, Kevin, Namos GmbH Dresden, FKZ 03X0013D, TIB Hannover, DOI:10.2314/GBV:646482297.
Ein Ziel des INOS-Projektes war die Etablierung eines virtuellen Zentrums zur Identifizierung und Bewertung von Gesundheits- und Umweltauswirkungen von technischen, nanoskaligen Partikeln. Dieses "INOS Virtuelle Labor für Partikel-Sicherheit & Partikel-Beratung" hat es sich zur Aufgabe gemacht, verschiedene Leistungen anzubieten, die Nanopartikel-Produzenten dabei helfen sollen, mögliche Gesundheits- und Umweltauswirkungen ihrer Produkte im Vorfeld, bevor größere Mengen produziert und eingesetzt werden, zu bewerten. Diese Entwicklungsbegleitende Risikobewertung kann den Produzenten auch die Möglichkeit geben, durch Änderungen bestimmter Partikeleigenschaften mögliche toxische Auswirkungen zu vermindern. Dazu haben die INOS-Partner Fraunhofer IKTS, UFZ und MBZ (TU Dresden) einen Kooperationsvertrag geschlossen.
Ansprechpartner- Dr. Stefan Scholz, Department für Bioanalytische Öktoxikologie, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), E-Mail: stefan.scholz@ufz.de
- Dr. Volkmar Richter, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), E-Mail: volkmar.richter@ikts.fraunhofer.de