„Nog even geen nano, graag”

Deeltjes tussen de 100 en de 0,1 nanometer -de grootte van een enkel atoom- worden tot de nanowereld gerekend. Ze hebben fantastisch mooie eigenschappen. Nanobuisjes van koolstof bijvoorbeeld zijn vijftig keer zo sterk als een staalkabel en kunnen duizendmaal meer elektriciteit transporteren dan koperdraad. Nanobolletjes zouden in de vorm van sensoren in de toekomst verschillende soorten kanker kunnen ontdekken of bestrijden doordat ze zich hechten aan een voor een type kanker karakteristieke stof, zoals een eiwit of DNA.

Wekelijks komen er wereldwijd drie tot vier producten op de markt waarin nanodeeltjes zijn verwerkt. Het Amerikaanse Woodrow Wilson Center, dat de meest gebruikte lijst van nanoproducten bijhoudt, telde in oktober vorig jaar 580 nanoproducten: een groei van 175 procent ten opzichte van maart 2006. Vergeleken met nanotechnologie is genetische modificatie eigenlijk maar peanuts, zo stelt de kritische Amerikaanse Organic Consumers Group, die zich inmiddels in de nanotechnologie heeft vastgebeten. Hamvraag: Hoe zit het met de veiligheid van onderzoekers, werknemers en consumenten die met nanodeeltjes in aanraking komen?

Nature
Onderzoek daarnaar is nog maar amper op gang gekomen en de hoeveelheid geld die ervoor is vrijgemaakt, vormt slechts een fractie van de totale researchbedragen. Rond de veiligheid van nanodeeltjes bestaan op dit moment dan ook meer vragen dan antwoorden. Een recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology, deed de alarmbellen echter rinkelen.

Schotse onderzoekers, verbonden aan de universiteit van Edinburgh, injecteerden in de buikholte van muizen korte en lange koolstofnanobuisjes en korte en lange astbestvezels. Er ontstond in beide gevallen een vergelijkbare ontstekingsreactie. Een dergelijke ontstekingsreactie ontstaat ook in het longvlies als er maar genoeg asbestdeeltjes worden ingeademd. Op de lange termijn kunnen asbestvezels in het longvlies resulteren in mesothelioom of asbestkanker. „De resultaten waren duidelijk. Lange, dunne koolstofnanobuisjes hebben hetzelfde effect als lange dunne asbestvezels”, aldus hoofdonderzoeker prof. Kenneth Donaldson.

Hij stelt tegelijkertijd dat er nog veel puzzelstukjes ontbreken. „We weten niet of koolstofnanobuisjes straks in de lucht zweven. Ook weten we niet of ze na inademing de longen kunnen bereiken en in staat zijn door te dringen tot de gevoelige longvliezen. Maar als ze in voldoende aantallen dat gebied kunnen bereiken, dan is er een kans dat sommige mensen kanker ontwikkelen, misschien tientallen jaren na inademing van het spul.”

Prof. Lucas Reijnders, hoogleraar milieukunde aan de Universiteit van Amsterdam, noemt de uitkomsten van de studie „zorgelijk.” „Je ziet ook ontstekingsreacties bij fijnstof, dat eveneens nanodeeltjes bevat, waarbij in onderzoek een link is gelegd met hart- en vaatziekten. De resultaten kun je verschillend interpreteren en je kunt erover speculeren, maar hoe je er ook over denkt, dit is wel een belangrijk signaal dat hier goed naar gekeken moet worden.”

Longen en huid
De meeste studies naar mogelijke veiligheidsrisico’s van nanodeeltjes zijn in het buitenland uitgevoerd. In Nederland is het Rijksinstituut voor volksgezondheid en Milieuhygiëne (RIVM) dit jaar gestart met het Kennis- en Informatiepunt Risico’s nanotechnologie (KIR nano). Een inventariserend rapport verschijnt binnen enkele weken. Coördinator van het centrum is dr. Maaike van Zijverden. „Ons onderzoek naar de veiligheidsrisico’s richt zich op de onoplosbare en onafbreekbare nanodeeltjes die niet vastzitten in materialen.”

Doordat deze deeltjes klein zijn, kunnen ze volgens Van Zijverden via inhalatie diep in de longen doordringen en het opruimmechanisme omzeilen. „In proefdieronderzoek is beschreven dat ze op die manier tussen de cellen van het longslijmvlies door de bloedbaan kunnen bereiken. Je kunt het een beetje vergelijken met de effecten van fijnstof. Nanodeeltjes in de voeding van proefdieren kunnen via de darmwand de bloed- of lymfebanen binnendringen.” Entree via de intacte huid is onder onderzoekers nog een discussiepunt, aldus Van Zijverden. „Binnenkomst via de beschadigde of „flexende” huid, plekken als de pols waar de huid veel beweegt, lijkt in ieder geval wel mogelijk.”

Eenmaal in het lichaam volgt verspreiding van de deeltjes. „Wat we daarvan weten -en dat is nog maar weinig- komt ook uit dierstudies. Onder andere de grootte van de deeltjes en de reactiviteit van het oppervlak spelen een rol. Als een deeltje snel reageert met bijvoorbeeld een eiwit, blijft het eerder ergens vastzitten dan wanneer het minder hechtend is en zich gemakkelijk kan verspreiden. We hebben dit onderzocht met geïnjecteerde gouddeeltjes van verschillende grootte. De kleine deeltjes komen op meer plekken dan de grotere. Die worden er sneller uitgefilterd, bijvoorbeeld in de lever en de milt. De kleine kunnen verder doordringen in het lichaam.”

Vormen
Reijnders: „Nanodeeltjes hebben allerlei vormen: bolletjes, kristalletjes, rechthoekjes, buisjes enzovoorts. Vorm, oppervlak en grootte spelen een rol bij de kans dat een deeltje via de longen of de darm het lichaam kan binnendringen en ook bij eventuele schadelijke effecten. Bolletjes lijkt het lichaam makkelijker te verwijderen dan buisjes.” Tegelijk vormen die verschillen volgens Reijnders een probleem. „Een nanodeeltje van 10 nanometer kan heel andere effecten hebben dan hetzelfde deeltje van 15 nanometer, terwijl ook vorm- en oppervlakteverschillen van belang zijn. Je vraagt je af hoe dat kan bij minimale verschillen in chemische samenstelling. Dat alles maakt het veiligheidsonderzoek er niet eenvoudiger op.”

Van Zijverden zit op dezelfde golflengte. „Bij het gangbare toxicologisch onderzoek vormt de hoeveelheid van een stof die je binnenkrijgt het belangrijkste gegeven: als je onder of boven een bepaald aantal grammen per kilo lichaamsgewicht zit, weet je of een stof wel of geen gevaarlijke effecten heeft. Bij nanodeeltjes gelden andere factoren dan alleen gewicht.”

Ook het milieu vormt voor het RIVM een aandachtspunt, aldus Van Zijverden. „Vroeg of laat komen die deeltjes in de leefomgeving terecht. Ik denk aan waterzuiveringsinstallaties. Die werken met goedaardige bacteriën. Maar wat gebeurt er als nanozilverdeeltjes met een bacteriedodende werking in het water terechtkomen?”

Nanozilverdeeltjes komen onder andere voor in sommige sokken (tegen zweetvoetenlucht) en wondverbanden (ter ontsmetting). „Er zijn sokken getest waaruit na vier keer wassen alle nanodeeltjes verdwenen waren en sokken die alle deeltjes vasthielden. Dat is een belangrijk verschil. Loslatende deeltjes zorgen direct voor blootstelling en een eventueel risico voor mens en milieu”, aldus Van Zijverden.

Het elektronicaconcern Samsung heeft een wasmachine ontwikkeld die nanozilverdeeltjes toevoegt aan het waswater. In een advertentie claimt het bedrijf dat het daarmee 650 bacteriesoorten kan uitschakelen. In Zweden heeft Samsung de wasmachine inmiddels uit de verkoop gehaald vanwege publieke zorgen over mogelijke risico’s voor mens en milieu. Overigens verkoopt Samsung ook koelkasten, stofzuigers en airco’s met nanozilverdeeltjes erin.

Reijnders is voor een verbod op nanodeeltjes in voedingsmiddelen en consumentenproducten waaruit ze gemakkelijk vrij kunnen komen zolang de veiligheid niet goed is onderzocht. „Waarom zijn nanodeeltjes trouwens nodig in sokken of teddybeertjes? Laten we voorzichtig zijn en deze technologie in producten waaruit ze gemakkelijk loslaten nog even niet toepassen. Er zijn genoeg alternatieven. En mocht een verbod niet meer haalbaar zijn, dan moet op etiketten en labels zichtbaar zijn dat er nanodeeltjes in een product zijn verwerkt. Dan kan de consument zijn eigen afweging maken.”

Zowel van Zijverden en Reijnders pleit voor goed gecoördineerd onderzoek. „Dit moeten overheden internationaal aanpakken. Op die manier zie je het snelst resultaten en hoef je het wiel niet twee keer uit te vinden.”

Gebrekkig
Het Rathenau Instituut en de Voedsel en Waren Autoriteit organiseerden vorig jaar een workshop over nanovoedselveiligheid. De belangrijkste conclusie: een concrete veiligheidsbeoordeling van producten is nog ver weg. Daar zijn gestandaardiseerde meetmethoden en internationale definities voor nodig. En die ontbreken voorlopig nog. Het gebrek aan kennis leidt ertoe dat niemand handelt.

De workshop leidde tot de formulering van de volgende knelpunten: Er is gebrek aan informatie over nanotoxiciteit en gebrek aan informatie over toepassing in producten (blootstelling). De informatievoorziening aan de consument, in het algemeen en met betrekking tot bepaalde producten, is eveneens gebrekkig.

www.rathenau.nl/downloadfile.asp?ID=1328.

VWA onderzoekt antiklontermiddel
De Voedsel en Waren Autoriteit (VWA) stelt een onderzoek in naar de veiligheid van een veelgebruikt antiklontermiddel dat onder meer zit in soep in pakjes, koffiecreamer, tafelzout en tabletten.

EO-onderzoeksjournalist Peter Siebe meldde afgelopen week in het radio-1-programma De Ochtenden dat het betreffende antiklontermiddel (siliciumdioxide, E551) mogelijk nanodeeltjes bevat. De fabrikant, chemieconcern Evonik, stelt dat het product absoluut veilig is. Volgens het bedrijf worden de deeltjes wel op nanoschaal geproduceerd, maar vormen ze na de productiefase grotere verbindingen (aggregaten). Het antiklontermiddel is al sinds 1960 op de markt, maar niet in de verfijnde vorm zoals nu wordt gefabriceerd.

Uit onderzoek blijkt dat nanodeeltjes van siliciumdioxide giftig zijn voor cellen en ontstekingsreacties kunnen veroorzaken. De VWA is er niet gerust op. Dirk van Aken van de VWA: „E551 is destijds toegelaten op de Europese markt. Maar bij de beoordeling van het middel is niet gekeken naar de grootte van de deeltjes waaruit de stof bestaat. Dat moet alsnog gebeuren. Daarom willen we de risicobeoordeling van deze stof herzien.”

In het algemeen wil de VWA voortaan ook gaan kijken naar de grootte van deeltjes waaruit voedingsmiddelen bestaan. Dat gebeurt momenteel niet. Hoogleraar milieukunde Lucas Reijnders wil dat het antiklontermiddel uit de markt wordt gehaald totdat bewezen is dat het geen kwaad kan.

Nanostoffen
De belangrijkste stoffen waarmee momenteel op nanoschaal wordt gewerkt:

Koolstofnanodeeltjes (verwerkt in onder meer fietsframes en tennisrackets).

Silicaten (zandachtige stoffen zoals siliciumdioxide, verwerkt in onder meer strooibevorderaars, antiklontermiddelen, tandpasta’s, (vitamine)pillen).

Metaaloxiden (titaniumdioxiden, verwerkt in onder meer zonnebrandcrèmes, latexmuurverf).

Metalen (zilver, platina, goud, ijzer); nanozilver wordt verwerkt in onder meer sokken, stropdassen en tandpasta. In de medische wereld in wondverband, coatings van implantaten en catheters vanwege de desinfecterende eigenschappen. Nanodeeltjes van ijzer worden toegepast in contrastvloeistoffen bij het maken van scans.