In de afgelopen zes jaar, het Nationaal Onderzoeksprogramma "Kansen en Risico's van Nanomaterialen" (NHP 64) heeft intensief onderzoek gedaan naar de ontwikkeling, gebruik maken van, gedrag en degradatie van gemanipuleerde nanomaterialen, inclusief hun impact op mens en milieu.

Drieëntwintig onderzoeksprojecten op het gebied van biogeneeskunde, de omgeving, energie, bouwmaterialen en voedsel demonstreerden het enorme potentieel van gemanipuleerde nanodeeltjes voor tal van toepassingen in de industrie en de geneeskunde. Dankzij deze projecten weten we nu veel meer over de risico's van nanomaterialen en kunnen we daardoor nauwkeuriger bepalen waar en hoe ze veilig kunnen worden gebruikt.

“Eén van de gestelde criteria in het programma was dat elk project zowel de kansen als de risico’s moest onderzoeken, en in sommige gevallen was dit een grote uitdaging voor de onderzoekers, " legt Peter Gehr uit, Voorzitter van de NHP 64 Stuurgroep.

Een ontwikkeling die industriële toepassing nadert, betreft een met nanocellulose versterkt bouwmateriaal waarmee een sterk maar lichtgewicht isolatiemateriaal kan worden gemaakt. Ook op het gebied van energie, waar het doel was om een ​​manier te vinden om lithium-ionbatterijen veiliger en efficiënter te maken.

Veelbelovende vooruitzichten voor nanogeneeskunde

Er wordt veel potentieel voorspeld op het gebied van nanomedicine. Negen van de 23 projecten in NHP 64 waren gericht op biomedische toepassingen van nanodeeltjes. Deze omvatten hun gebruik voor medicijnafgifte, bijvoorbeeld in de strijd tegen virussen, of als immuunmodulatoren in een vaccin tegen astma. Een andere veelbelovende toepassing betreft het gebruik van nanomagneten om schadelijke metaalachtige stoffen uit het bloed te filteren. Een van de projecten toonde aan dat bepaalde nanodeeltjes de placentabarrière kunnen binnendringen, wat wijst op mogelijke nieuwe therapie-opties. Ook het potentieel van kraakbeen- en botvervangingsmaterialen op basis van nanocellulose of nanovezels werd bestudeerd.

Het onderzoek naar mogelijke gezondheidsrisico's stond centraal in NHP 64. In een aantal projecten is onderzocht wat er gebeurt als nanodeeltjes worden ingeademd, terwijl twee gericht waren op inname. Een daarvan onderzocht of de menselijke darm ijzer efficiënter kan opnemen als het wordt toegediend in de vorm van ijzernanodeeltjes in een voedingsadditief, terwijl de andere silicium nanodeeltjes bestudeerde zoals ze voorkomen in poedervormige specerijen. Er werd vastgesteld dat verder onderzoek nodig zal zijn om de doses te bepalen die kunnen worden gebruikt zonder een ontstekingsreactie in de darmen te riskeren.

Wat gebeurt er met kunstmatige nanomaterialen in het milieu?

Het doel van de zeven projecten gericht op milieu-impact was om meer inzicht te krijgen in de toxiciteit van nanomaterialen en hun afbreekbaarheid, stabiliteit en accumulatie in het milieu en in biologische systemen. Hier, de onderzoeksteams volgden hoe gemanipuleerde nanodeeltjes zich tijdens hun levenscyclus verspreiden, en waar ze terechtkomen of hoe ze kunnen worden weggegooid.

Een van de projecten stelde vast dat 95 procent van de zilveren nanodeeltjes die uit textiel worden gewassen, wordt opgevangen in rioolwaterzuiveringsinstallaties, terwijl de resterende deeltjes in zuiveringsslib terechtkomen, die in Zwitserland wordt verbrand. In een ander project is een meetapparaat ontwikkeld om te bepalen hoe aquatische micro-organismen reageren als ze in contact komen met nanodeeltjes.

Resultaten toepassen en beschikbaar maken voor de industrie

"De bevindingen van de NHP 64-projecten vormen de basis voor een veilige toepassing van nanomaterialen, " zegt Christoph Studer van het Federaal Bureau van Volksgezondheid . "Het is duidelijk geworden dat regelgevende instrumenten zoals testrichtlijnen zowel nationaal als internationaal moeten worden aangepast." Studer heeft het onderzoeksprogramma nauwlettend gevolgd in zijn hoedanigheid van vertegenwoordiger van de Zwitserse regering in NHP 64. de door de overheid ontwikkelde voorzorgmatrix is ​​een belangrijk instrument waarmee bedrijven de risico's van het gebruik van nanomaterialen in hun productieprocessen systematisch kunnen inschatten.

Het belang van gestandaardiseerde karakterisering en evaluatie van gemanipuleerde nanomaterialen werd benadrukt door de nauwe samenwerking tussen onderzoekers in het programma. “Het onderzoeksnetwerk dat werd opgebouwd in het kader van NHP 64 functioneert vlot en moet verder gekoesterd worden, " zegt professor Bernd Nowack van Empa, die aan het hoofd stond van een van de 23 projecten.

De resultaten van NHP 64 laten zien dat nieuwe sleuteltechnologieën, zoals het gebruik van nanomaterialen, nauwlettend moeten worden gevolgd door middel van fundamenteel onderzoek vanwege het gebrek aan gegevens over de langetermijneffecten ervan. Zoals Peter Gehr opmerkt, “We weten nu veel meer over de risico’s van nanomaterialen en hoe we die onder controle kunnen houden. we moeten aanvullend onderzoek doen om erachter te komen wat er gebeurt als mens en milieu gedurende langere perioden worden blootgesteld aan kunstmatige nanodeeltjes, of wat er gebeurt lang na een eenmalige blootstelling."