Was sind Nanopartikel?
Definitionsgemäß sind Nanopartikel Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Das Wort „nanos“ stammt übrigens aus dem Griechischen und bedeutet Zwerg.
Zu den Nanopartikeln gehören sowohl in der Umwelt vorkommende Teilchen aus natürlichen Quellen, etwa aus Verbrennungsprozessen wie bei Waldbränden, als auch Partikel aus dem Feinstaub von Verkehrsabgasen sowie synthetisch hergestellte Teilchen wie zum Beispiel Titandioxid-Teilchen als UV-Schutz in Wandfarbe oder Sonnencremes.
Wissenschaftliche Beratung:
Dr. Tobias Stöger, Helmholtz Munich, Institut für Lungenbiologie
Definitionsgemäß sind Nanopartikel Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Das Wort „nanos“ stammt übrigens aus dem Griechischen und bedeutet Zwerg.
Zu den Nanopartikeln gehören sowohl in der Umwelt vorkommende Teilchen aus natürlichen Quellen, etwa aus Verbrennungsprozessen wie bei Waldbränden, als auch Partikel aus dem Feinstaub von Verkehrsabgasen sowie synthetisch hergestellte Teilchen wie zum Beispiel Titandioxid-Teilchen als UV-Schutz in Wandfarbe oder Sonnencremes.
Wissenschaftliche Beratung:
Dr. Tobias Stöger, Helmholtz Munich, Institut für Lungenbiologie
Synthetisch hergestellte Nanopartikel werden in neuartigen Technologien, in der Wissenschaft und in der Medizin mehr und mehr genutzt. Gleichzeitig müssen aber auch die gesundheitlichen Aspekte bedacht werden. Denn aufgrund ihrer Größe können Nanopartikel auch in den menschlichen Organismus eindringen. Haupteintrittspfade sind mit abnehmender Relevanz
- die Lunge,
- der Magen-Darm-Trakt und
- die Haut.
Umso wichtiger ist daher fundiertes Wissen rund um Verbreitung und mögliche Wirkungen von Nanopartikeln auf die Umwelt und die Gesundheit.
Nanopartikel: Größe und Größenvergleiche
Ein menschliches Haar hat einen 800-mal größeren Durchmesser als Nanopartikel. Mit einem Durchmesser von maximal 100 Nanometern sind Nanoteilchen sehr viel kleiner als körpereigene Zellen wie etwa rote Blutzellen (8 Mikrometer, 8000 Nanometer) oder Makrophagen (Fresszellen, 20 Mikrometer, 20.000 Nanometer).
Viele Prozesse im menschlichen Körper laufen im nanoskaligen Bereich ab: So ist ein DNA-Strang (Strang unseres Erbguts) etwa 2 bis 12 Nanometer breit (aber bis zu fünf Zentimeter lang).
Etwas größer aber immer noch kleiner als 100 Nanometer sind Viren, die dank ihrer Größe in lebendige Zellen eindringen können.
Proteine liegen bei einer Größe von 1 bis 10 Nanometer, komplexe Proteinverbindungen können bis zu einige 100 Nanometer Größe erreichen.
Die Ionenkanäle der Zellen, über die Ionen durch die Zellmembran hindurch transportiert werden, liegen im Größenbereich zwischen 10 und 30 Nanometern, der durchlässige Bereich der sogennante Pore hat allerdings nur einen Durchmesser von etwa 2 Nanometern.
Größenvergleich
Grafik Lungeninformationsdienst / Helmholtz Munich
Nanopartikel im Körper: Transportvorgänge
Partikel im Körper
Wie gelangen Nanopartikel in den Körper, wie werden sie transportiert und welche Selbstreinigungsmechanismen wirken in den Atemwegen?
Nanopartikel: Mögliche gesundheitliche Wirkungen
Mögliche Wirkungen
Studien deuten darauf hin, dass die Belastung mit feinen und ultrafeinen Partikeln Auswirkungen auf die Atemwege und allgemein die Gesundheit haben kann.
Nanopartikel: Einsatz in der Medizin
Nanomedizin
Synthetische Nanopartikel leisten als Transportmittel für gezielte Therapieformen wertvolle Dienste, um Wirkstoffe gezielt an ihren Bestimmungsort zu bringen.
Risiken durch Nanopartikel minimieren
Risiken minimieren
Um mögliche gesundheitliche Risiken durch Nanopartikel zu minimieren, gibt es zahlreiche Richtlinien und Maßnahmen auf globaler wie nationaler Ebene.
Regeneration der Lunge und Airway-Remodeling
Regeneration
Reparaturprozesse in der Lunge können entweder zu einer vollständigen Regeneration des Gewebes führen oder zu einem fehlerhaften Umbau – dem so genannten Remodeling.
Entwicklung neuer Wirkstoffe
Wirkstoffforschung
Der Weg zu einem neuen Medikament ist lang und teuer. Hier erfahren Sie, welche Schritte nötig sind, bis ein neues Medikament auf den Markt kommt.
Noch immer experimentell
Zelltherapien
Zelltherapien werden intensiv erforscht, befinden sich jedoch größtenteils noch immer in einem vorklinischen, experimentellen Stadium. Erfahren Sie mehr...
Schatzkammern für die Lungenforschung
Biobanken
Biobanken sind Schatzkammern für die Lungenforschung. Die Idee, menschliches Gewebe und Organe aufzubewahren, ist keineswegs neu.
Wichtiges Werkzeug der modernen Medizin
Biomarker
Was sind Biomarker? Welche Arten von Markern gibt es? Und wie werden Biomarker in der Diagnostik oder auch in der Lungenforschung genutzt?
Mehr als Genetik
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Die klassische Vererbungslehre lässt viele Fragen offen, die nur mit einem über die Genetik hinausreichenden Ansatz, der Epigenetik, verstanden werden können.
Mikrobielle Besiedelung der Atemwege
Mikrobiom
In den Atemwegen lebt ein artenreiches Mikrobiom, eine Gemeinschaft aus Bakterien, Viren & Pilzen. Mehr dazu, wie sie sich auf die Gesundheit auswirken.
Geschlechtersensible Medizin
Gendermedizin
Viele Lungenkrankheiten werden durch das Geschlecht beeinflusst. Erfahren Sie die Unterschiede...
Weitere Informationen zur Nanopartikelforschung
- Institut Technik-Theologie-Naturwissenschaften an der Ludwig-Maximilians-Universität München: Nanoforschung
- Institut für Technikfolgen-Abschätzung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften: NanoTrust Informationen zu Gesundheits- und Umweltrisiken sowie gesellschaftlichen Aspekten der Nanotechnologie
- Bundesamt für Risikobewertung (BfR): Fragen und Antworten zu Nanomaterialien
- Umweltbundesamt: Nanopartikel
- Bundesministerium für Bildung und Forschung: www.nanopartikel.info
- Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit: www.nanowissen.bayern.de
- Bundesministerium für Bildung und Forschung (2009): Nano Care – Gesundheitsrelevante Aspekte synthetischer Nanomaterialien. (PDF) Broschüre zum Download
- Bundesamt für Risikobewertung (BfR): Gesundheitliche Bewertung von Nanomaterialien
- Weltgesundheitsorganisation (WHO): Air Pollution (in Englisch)
- Die Nanopille (Nanospots - das Nano-Kurzfilmfestival)
„Gesund durch Nano“- Der Spot zeigt, wie unsere Forschergruppe mit gedruckten Nanomaterialien „intelligente“ Chips für die Therapie herstellt. - Unsichtbares sichtbar machen (Nanospots - das Nano-Kurzfilmfestival)
Nano hat schon lange Einzug in unseren Alltag gefunden. Um Angst zu nehmen, vertrauter zu machen, muss der Mensch sehen, fühlen und erfahren. Einen ersten Schritt gehen wir mit unserem Film, der die Forschung auf dem Gebiet zeigt und erklärt welcher Technik es bedarf, um den Kleinstpartikeln auf die Spur zu kommen.
Quellen
- Umweltbundesamt: Nanopartikel
- Umweltbundesamt (2009): Nanotechnik für Mensch und Umwelt
- Bundesamt für Risikoberwertung (BfR): Fragen und Antworten zu Nanomaterialien
- Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR): Gesundheitliche Bewertung von Nanomaterialien.
- World Health Organization (2013): Review of evidence on health aspects or air pollution – REVIHAAP Project – Technical Report
Letzte Aktualisierung: 25.11.2021
