Ein detailliertes Verständnis der Auswirkungen von Nanomaterialien auf Gesundheit und Umwelt
Der umfangreiche Einsatz von Nanotechnologie bringt Bedenken über die Risiken für Umwelt und die menschliche Gesundheit durch die Einführung von ENP in die Umwelt mit sich. Auch wenn in jüngster Zeit bereits toxische Wirkungen für bestimmte Arten von ENP berichtet wurden, gibt es immer noch ein Mangel an Wissen über ihre möglichen langfristigen Auswirkungen auf biologische Systeme. In diesem Sinne konzentrierte sich das EU-finanzierte Projekt MODERN (Modeling the environmental and human health effects of nanomaterials (MODERN)) auf das Verständnis der Prozesse, welche die Wechselwirkungen von Nanopartikeln mit biologischen Systemen und die damit verbundenen Toxizitätsmechanismen steuern, was von wesentlicher Bedeutung für die ENP-Sicherheitsbewertung ist. Das große Ziel bestand darin, neue Modellierungsansätze zu etablieren, die sich für die Zuordnung von Nanotoxizität mit den intrinsischen molekularen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von ENP bei Umweltexpositionsniveaus eignen, und Entwicklungsstrategien für Safe-by-Design-Nanopartikel zu implementieren. MODERN lieferte mehrere wichtige Ergebnisse. Neue Methoden zur Berechnung von Deskriptoren für Nanopartikel (Nanodeskriptoren) mit Schwerpunkt auf Metallen und Metalloxiden wurden entwickelt. Außerdem schuf das Team eine Bibliothek zu Metall- und Metalloxid-Nanopartikeln für Modelltests und die Validierung von Safe-by-Design-Hypothesen. Ein webbasiertes Datenmanagementsystem für die Nanosicherheit wurde eingerichtet, das mit dem Format von ISA-TAB-Nano kompatibel ist, um den Datenaustausch zu erleichtern. In Experimenten sammelten die Forscher Daten zur Ökotoxizität, um die Datensammlung für Nanosicherheit zu füllen. Man entwickelte Struktur-Aktivitäts-Beziehungen für Nanomaterialien auf der Basis ausgewählter Eigenschaften und ökotoxikologischer Endpunkte, ebenso wie Signaturen von Nanopartikeln, die biologische Informationen auf mehreren Ebenen vereinen. Schließlich etablierte MODERN einen datengesteuerten Rahmen und grundlegende Kategorisierungskriterien für die Identifizierung von Nanopartikel-Kategorien, sowie eine Gefahrenschema, um ENP und ihre Kategorien entsprechend ihrer potenziellen ökologischen und gesundheitlichen Folgen einzuordnen. Die neuen Nanodeskriptoren und die neuen und verbesserten Toxizitätsmodelle aus MODERN werden für Wissenschaftler, Hersteller, Behörden und die breite Öffentlichkeit gleichermaßen zu einem besseren Verständnis von Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit Nanopartikeln führen.
Schlüsselbegriffe
Nanomaterialien, synthetische Nanopartikel, menschliche Gesundheit, biologische Systeme, Nanodeskriptoren
