Unter der Schirmherrschaft des BMU untersuchte das Forschungsprojekt Nano in vivo die Langzeiteffekte von ausgesuchten Nanomaterialien insbesondere auf die Lunge.
In den Jahren 2012 bis 2018 untersuchten BASF, die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und Umweltbundesamt (UBA) die Langzeiteffekte von Nanomaterialien am Beispiel von nano-Cerdioxid. Die so dringend benötigte Langzeitstudie erfolgte vollständig nach OECD-Testrichtlinie 453. Indem nun auch die GLP-Konformität der Untersuchung bestätigt ist, können die Ergebnisse weltweit unmittelbar für die Stoffbewertung genutzt werden. Grundlage dafür ist das OECD Prinzip der gegenseitigen Anerkennung von Daten (MAD).
Weltweit einzigartige Untersuchung
In Nano in Vivo wurden mögliche Langzeiteffekte von nano-Cerdioxid in der Lunge sowie Knochen und Organen von Ratten untersucht. Ein besonderer Fokus lag dabei auf der Untersuchung von Wirkungen im Bereich niedriger Belastungen über die gesamte Lebensdauer, um chronische Wirkungen von Nanomaterialien im Niedrigdosisbereich zu ermitteln. Die Testsubstanz dafür war Cerdioxid in Nanoform. Wie bei solchen Untersuchungen üblich und nötig, wurde eine weitere Substanz getestet, die mit hinlänglicher Sicherheit keinen Effekt hervorrufen würde. Als diese Negativ-Probe diente hier nano-Bariumsulfat, das bisher als unlöslich galt. Beide Stoffe werden in großem Stil industriell genutzt und stehen auf der Liste der Nanomaterialien, die die OECD für Forschungsprojekte vorschlägt.
Um den möglichen Zusammenhang zwischen einer Überladung der Lunge mit Nanopartikeln, Entzündungen und der Entstehung von Tumoren zu untersuchen, wurden die Stoffe in unterschiedlichen Konzentrationen fein verteilt in Luft verabreicht. Die Untersuchung folgte dabei strikt der OECD-Testrichtlinie Nr. 453 an Ratten über ihre gesamte Lebenszeit. Im Zuge dessen wurde auch untersucht, ob sich die Nanopartikel auch außerhalb der Lunge in Knochen und Organen finden und dort möglicherweise schädliche Effekte verursachen. Ergebnisse geben Antworten und stellen neue Fragen
Zu den wichtigsten Beobachtungen aus Nano in Vivo gehören:
- Nano-Cerdioxid verursachte chronische Entzündungen in der Lunge. Es rief darüber hinaus jedoch weder andere Effekte noch Tumore hervor. Nano-Cerdioxid erwies sich in dieser Untersuchung als nicht krebserregend.
- Nano-Cerdioxid verursachte diese Entzündungen in jeder – auch der niedrigsten – Dosierung, die in dieser Untersuchung verabreicht wurde.
- Nano-Cerdioxid rief auch dann Entzündungen der Lunge hervor, wenn ihre Selbstreinigungskräfte nicht erschöpft waren.
Die chronischen Entzündungen durch nano-Cerdioxid ließen sich nach Aussagen von BASF nicht allein daraus erklären, dass hier winzige Fremdpartikel in die Lunge gelangt waren. Sie wurden vielmehr als Hinweis darauf betrachtet, dass Cerdioxid eine eigene Toxizität mitbringen könnte. Darüber hinaus erwies sich überraschend Nano-Bariumsulfat als löslich im Körper. Bisher galt Bariumsulfat als unlöslich und war gerade deshalb als Negativ-Probe ausgewählt worden. Beide Beobachtungen waren nach dem Stand des Wissens nicht zu erwarten gewesen. Weitere Forschungen zu nano-Cerdioxid und nano-Bariumsulfat erscheinen also angezeigt.