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Nanomaterialien im medizinischen Bereich

Ob Titanoxid in Sonnencremes oder funktionelle Beschichtungen von medizinischen Implantaten – im Alltag kommen wir zunehmend mit Nanopartikeln in Kontakt. Um gesundheitliche Risiken durch solche Materialien auszuschließen, widmen sich Toxikologen weltweit der Untersuchung dieser Stoffe. Doch leider lässt die Qualität vieler Studien sehr zu wünschen übrig, wie der Nanotoxikologe Prof. Dr. Harald Krug bemängelt. Im Interview, das Bettina Baumann für die BIOPRO führte, erklärt er, wo noch Verbesserungsbedarf in der Nanosicherheitsforschung herrscht und wie sicher der Einsatz von Nanopartikeln in der Gesundheitsindustrie ist.

Herr Prof. Dr. Krug, wo kommen Nanopartikel in der Gesundheitsindustrie und in der Medizin hauptsächlich zum Einsatz?

Als Experte für Nanosicherheitsforschung berät Prof. Dr. Harald Krug die Gesetzgeber in Deutschland und der Schweiz und trägt zur Aufklärung von Industrie, Journalisten und Verbrauchern zum Thema Nanosicherheit bei. © Empa

Im Gesundheitsbereich gibt es verschiedene Möglichkeiten der Anwendung von Nanomaterialien. Zum einen können Implantate, Wundauflagen oder andere „Fremdmaterialien“, die mit körpereigenem Gewebe in Kontakt kommen, mit nanometerdicken Schichten versehen sein oder auch Nanopartikel auf der Oberfläche oder im Material enthalten, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten. Beispielsweise wird Nanosilber für eine bakterizide Wirkung eingesetzt oder Nanozellulose zur Zellwachstumsunterstützung. Des Weiteren werden aber auch sogenannte „Drug Delivery“ Produkte, also Nanopartikel-basierte Transportsysteme für Medikamente, sowie Diagnoseverfahren mit Nanopartikeln genutzt, zum Beispiel superparamagnetische Eisenoxidnanopartikel als MRI-Kontrastmittel.

Wie erfolgt üblicherweise die Risikoabschätzung für den Einsatz dieser Nanopartikel?

Für alle Bereiche einer Anwendung, egal ob medizintechnisch, als Medikament oder auch in ganz normalen verbrauchernahen Produkten, gibt es klare gesetzliche Vorgaben, die sichere Produkte und entsprechende Untersuchungen fordern. Bei einem medizintechnischen Produkt sieht diese Risikoabschätzung natürlich grundsätzlich anders aus als für ein normales Haushaltsprodukt. Hier bilden auch die Nanotechnologie und die Nutzung von Nanomaterialien keine Ausnahme. Es müssen immer Tests durchgeführt werden, sonst gibt es keine Zulassung für den Markt. Welche Tests das sind, wird durch klare Vorschriften wie die OECD-Richtlinien, aber auch nationale Anforderungen geregelt, die beispielsweise Testung in Tierversuchen oder auch In-vitro-Versuchen fordern.

Ist allein mit den von den Herstellern durchgeführten, vorgeschriebenen Tests eine ausreichende Gefahreneinschätzung möglich?

Ob diese Tests, die seitens des Gesetzgebers gefordert werden, immer die richtigen sind, und inwieweit dadurch wirklich alle relevanten Szenarien abgedeckt werden, muss natürlich hinterfragt werden. Zum einen gehen die gesetzlichen Vorgaben manchmal an der Wirklichkeit vorbei, beispielsweise indem sie zu viele Tierversuche vorschreiben, zum anderen macht die Industrie nur das, was gefordert wird, denn mehr Aufwand kostet natürlich auch mehr Geld. Daher ist eine begleitende Risikoforschung durch unabhängige Forschungseinrichtungen unerlässlich, wenn es darum geht, ein wirklich gutes Bild der Risikoszenarien zu bekommen. Leider sind in den Forschungseinrichtungen aber nicht immer ausreichend Toxikologen vorhanden, die auch die richtigen Schlüsse aus den Resultaten ziehen können.

Halten Sie auf dieser Basis die aktuell in der Gesundheitsbranche eingesetzten Nano-Materialien für gesundheitlich unbedenklich?

Standardvorschriften, einheitliche Methoden und ausreichende Fachkenntnis in den Laboren sind laut Prof. Dr. Harald Krug entscheidend, um eine bessere Vergleichbarkeit der Nanotoxikologie-Studien zu erreichen. © Empa

Das ist nicht ganz einfach zu beantworten, obwohl ich zu einem deutlichen „Ja“ tendiere. Normalerweise sind die Materialien alle ausreichend getestet, denn die Hersteller wissen, dass sie sich selbst ein Bein stellen, wenn sie eine Rückrufaktion machen müssen. Daher ist heute zumindest innerhalb Europas und auch anderer entwickelter Länder die Tendenz vorhanden, dass eher sehr intensiv getestet wird als zu wenig. Auf der anderen Seite sagte schon Ringelnatz: „Sicher ist, dass nichts sicher ist. Nicht einmal das!“ Das bedeutet, dass wir uns einfach vom Gedanken trennen müssen, eine totale Sicherheit erreichen zu können. Ein sogenanntes Restrisiko wird nie auszuschließen sein und das sollten wir bei neuen Techniken, Technologien oder Materialentwicklungen immer berücksichtigen.

In Ihrer aktuellen Publikation zur Einschätzung der Nanosicherheitsforschung üben Sie klare Kritik an der Qualität vieler Studien zu diesem Thema. Wo sehen Sie hier Verbesserungsbedarf?

Angesichts der Flut von in den letzten Jahren publizierten Studien zum Thema Nanosicherheit mangelt es an der qualitativen Beurteilung, denn die Arbeiten sind häufig fehlerhaft oder werden fehlinterpretiert. Ebenso fehlt es an Langzeitstudien, sodass die Ergebnisse keine Aussagekraft haben und für die Risikoabschätzung unbrauchbar sind. Das hört sich jetzt sehr kritisch an, aber das Wissen, das in den vergangenen 15 Jahren generiert wurde, ist bereits sehr gut und lässt eine vernünftige Risikoabschätzung im Sinne des Vorsorgeprinzips zu. Darum gibt es bisher auch nur wenig Anlass für Besorgnis im Zusammenhang mit dem Einsatz von Nanopartikeln, vor allem nicht im medizinischen Bereich. Im Gegenteil, ich hoffe, dass möglichst viele Menschen weiterhin die Sonnenschutzcreme mit Titandioxid-Nanopartikeln verwenden, denn diese schützt deutlich besser und langanhaltender vor Hautkrebs und ist erheblich umweltverträglicher als die sonstigen Cremes, die anstelle der Nanopartikel deutlich mehr umweltkritische Chemikalien beinhalten.

Harald Krug ist Professor für Toxikologe und als International Research Cooperation Manager an der Schweizer Forschungsinstitution Empa tätig. In der Vergangenheit hat er als Experte beim Nano-Dialog Baden-Württemberg, beim NanoDialog der Bundesregierung und beim NanoCare-Konsortium mitgewirkt, das zuverlässige Konzepte, neue Methoden und evaluierte Ergebnisse für die Nanosicherheitsforschung hervorgebracht hat. Aktuell ist er am Projekt „DaNa2.0 - Daten und Wissen zu Nanomaterialien“ beteiligt, das verfügbare Projektergebnisse und gute Literaturdaten evaluiert, in verständlicher Weise aufbereitet und einem Publikum aus Laien und Experten zur Verfügung stellt. Das Projekt ist eine Kooperation zwischen Deutschland und der Schweiz und wird vom BMBF finanziert sowie durch die Schweizer Bundesämter für Gesundheit und für Umwelt unterstützt.

Weitere Infos zu den Projekten siehe rechts.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/nanomaterialien-im-medizinischen-bereich/