Vad vet vi om riskerna med nya nanomaterial?

Ett ”nano-superagglomerat”. De nanopartiklar som samlades in från arbetsplatsluften var betydligt större än de som tillverkades i det slutna systemet.

Vad vet vi om riskerna med nya nanomaterial?

I takt med att vi blir allt bättre på att designa och producera olika nanomaterial, väcks frågan hur dessa påverkar vår miljö och vår hälsa. Vilka risker finns exempelvis när det ”dammar” nanofibrer i samband med att nya material och produkter tillverkas?

Nanopatiklar är osynliga för blotta ögat, men spås få stor betydelse för allt från energiförsörjning till hur vi behandlar svåra sjukdomar.

– Vi får allt fler möjligheter att framställa nanomaterial av andra sorter än de som redan finns i naturen. Detta gör att vi inte är bundna av de egenskaper ett material har naturligt, säger fysikern Knut Deppert.

På nanonivå kan ett ämne uppföra sig annorlunda än sin större motsvarighet. Det kan till exempel smälta vid andra temperaturer eller ta sig till ställen och interagera med omgivningen på ett sätt det inte lyckas med om det vore större. Med hjälp av nanoteknologi går det att ta fram nanopartiklar av skilda ämnen och förstärka egenskaper eller ge dem helt nya egenskaper.

NANOPARTIKLARNA har alltså höga förväntningar på sig, men vilka risker medför de?

– Vi vet för litet om vad de här nanopartiklarna kan åstadkomma när de kommer in i våra kroppar eller ut i miljön. Det är oroande, eftersom vi nu kan framställa dessa partiklar. Det är ännu inte så många som tillverkar produkter med nanopartiklar i, men det kommer att bli allt vanligare, säger Knut Deppert.

Exempelvis används silvernanopartiklar allt oftare i många produkter på marknaden, främst som antibakteriell beläggning i exempelvis kylskåp, tvättmaskiner, sportkläder och skor. I två studier som tidigare genomförts vid Lunds universitet exponerade forskarna stamceller för mycket låga doser av 20 eller 80 nanometer stora guld- eller silverpartiklar. Främst silverpartiklarna visade sig kunna påverka de stamcellerna som ger upphov till nervceller i hjärnan och i näthinnan.

– Tyvärr är påverkan på andra celltyper, som nervceller, inte lika utforskad och våra resultat är onekligen alarmerande, säger Fredrik Johansson vid Lunds universitet, en av forskarna bakom studierna.

NÄR DET GÄLLER MÄNNISKORS HÄLSA oroar sig forskarna även över att speciellt långa nanofibrer kan ha samma biologiska påverkan och effekt på lungan som asbestfibrer.

– Långa nanofibrer, liknande asbets, kan skapa inflammationer i lungan vilka kan leda till cancer, säger Maria Hedmer, yrkeshygieniker och forskare Arbets- och miljömedicin vid Lunds universitet. Nanopartiklarnas löslighet i lungorna är viktigt.

”Vi behöver veta mer om vad som händer när man andas in dessa nano-superagglomerat.”

Inflammationen gör att lungans elasticitet försvinner genom fibrosbildning. Riktigt hur cancer sedan uppstår är inte känt, men att det kan blir så vet man. Studier har visat att fibrer såsom kolnanorör är cancerframkallande hos försöksdjur. Mot bakgrund av den kunskapen finns anledning att vara försiktig både när produkter som innehåller nanomaterial tillverkas och när de sedan tas om hand som avfall, menar Maria Hedmer.

– Vi har uppmätt halter av nanopartiklar på en del arbetsplatser som är så pass höga att det ger en effekt hos arbetarna. Därför är det viktigt att man arbetar utifrån försiktighetsprincipen och använder olika tekniska lösningar med slutna system, dragskåp, processventilation och punktutsug i samband med tillverkningen samt vid behov använder andningsskydd.

Det är framför allt när tillverkningsutrustningen rengörs som risken är stor att arbetarna exponeras för nanomaterial.

– Däremot bedömer vi risken som låg att konsumenter som använder produkterna utsätts för nanopartiklar, säger Maria Hedmer.

TILLSAMMANS MED SINA KOLLEGOR har Maria Hedmer tagit fram en metod för att mäta och analysera nanopartiklar. Forskarna samlar bland annat upp nanopartiklar från luften, identifierar vilka kemiska ämnen de består av och vilken form de har, samt räknar dess antal.

– De nanopartiklar som tillverkats i ett slutet systemet var sfäriska i sin form och hade en storlek på 30 nanometer. Men de partiklar vi mätte i luften och fångade på filter var jättestora superagglomerat, berättar Maria Hedmer.

Nanopartiklarna i arbetsplatsluften, vilka bestod av samma kemiska ämne som partiklarna i det slutna systemet, hade alltså vuxit till stora klumpar bestående av tusentals partiklar som hölls ihop av svaga krafter. Vi behöver nu veta mer om vad som händer när man andas in dessa superagglomerat menar Maria Hedmer.

Knut Deppert ser också att det behövs en ökning av forskningen om säkerheten kring nya nanomaterial.

– Grovt skattat kan man säga att forskningen på nanomaterial och nanoteknologi idag till 10 procent handlar om säkerhet kring nya material, och till 90 procent om utveckling och nya tillämpningar. Det behöver ändras, konstaterar Knut Deppert.

Text: Tove Smeds omarbetat av Pia Romare

Foto: Maria Hedmer

Det finns inga svenska gränsvärden för nanomaterial. I en del länder har det föreslagits gränsvärden för fiberformiga nanomaterial, men det finns inga etablerade än.

Denna artikel baserar sig på två artiklar tidigare publicerade i Aktuellt om Vetenskap och Hälsa

Fakta

Nano

Med nanostrukturer menas strukturer som är mindre än 100 nanometer i en eller flera dimensioner. En nanometer får man om man delar en millimeter en miljon gånger. En mikrometer får man om man delar en millimeter tusengånger. Ett mänskligt hårstrå är normalt 60 000– 100 000 nanometer.

Hälsorisker

På nanonivå kan ett ämne uppföra sig helt annorlunda än när det är större. Vad kan det innebära för hur nanomaterial påverkar våra kroppar?

De nanopartiklar som har störst sannolikhet att fastna i lungorna och utveckla cancer är långa fibrer, vars diameter är mellan 10-100 nanometer och vars längd är större än 10 mikrometer. Men även korta nanofiber kan orsaka inflammation och fibrosbildning i lungorna och eventuellt ge hjärtkärlsjukdom. Man vet sedan tidigare att luftföreningar från exempelvis trafiken i storstäder består av små partiklar och att dessa orsakar hjärtkärlsjukdomar.

Materialforskning vid Lunds universitet