Kan nanopartiklar påverka hälsan?

Den här veckan bloggar vår specialistläkare Blerim Krapi om ett viktigt område som handlar om nanopartiklar, något som rör många av oss.

I vardagen kan vi exponeras för kemikalier från olika plast- och andra material även i form av mycket små partiklar, så kallade nanopartiklar (en nanometer = miljondels millimeter, närmast DNA-storlek).

Plastics_nature (2)

Tillverkningen av olika nanomaterial har ökat ständigt.  Nanomaterial består främst av silver, zinkoxid, titandioxid och kolnarör m.m. och finns i elektronisk utrustning, bilar, bilvårdsprodukter, kosmetika, hudvårds- och hygieniska artiklar, kläder, textil, hushållsprodukter, livsmedel, sportutrustning, leksaker med mera.

 Vad är nanoteknologi, vad är nanopartiklar?

Nanoteknologi handlar om utveckling och användning av små strukturer som, på grund av sin ringa storlek (<100 nanometer), kan få nya egenskaper på atom- och molekylär nivå och nya funktioner samt förmågan att röra sig på ett annat sett i kroppen och miljön jämfört med samma ämnen i större partikelstorlek.

Nanotekniken och nanomaterial har använts kommersiellt sedan 30-talet (exempelvis silver i fotografisk film och kimrök). Nästan all svart färg kommer från kimrök och ämnet används också för att förbättra hållfastheten och skydda mot solstrålars nedbrytning i plaster samt bildäck och andra gummiprodukter.  Tillverkning av nanomaterial kan ske inom olika industrier. Ämnen som UV-filter i nanostorlek används i solkrämer.

Reflection_UV_blogg (2)

Nanomaterial kan även framställas oavsiktligt, t.ex. bildning av ultrafina partiklar vid förbränning av plaster eller i naturliga processer ex. viss vulkanutbrott, nedbrytningsprocesser (vittring), mm.

Nanopartiklar i livsmedelsförpackningar och i livsmedel (info Livsmedelsverket).

Det används kiselinnehållande nanopartiklar för att påverka genomsläpplighet av olika gaser, som till exempel syre. Titaniumoxid används för att skydda förpackningsmaterial mot UV-ljus.

Nanopartiklar i lermassa används för att öka stabiliteten i material som till exempel bioplast.

Nanosilver används i hushållsartiklar, till exempel skärbrädor och rengöringsprodukter, med påstådd antibakteriell och antimikrobiell effekt.

Silver_nano (2)

Man använder nanopartiklar i livsmedel (kosttillskott) i så kallade ”nanolivsmedel” bland annat för att öka ett ämnes biotillgänglighet dvs upptag (exempel järn i nanostorlek som används i näringsdrycker). Enligt en osäker uppskattning  kan det finnas ett hundratal olika nanolivsmedel (inklusive nanoförpackningar) på den internationella marknaden.

I vilka områden tillämpas nanopartiklar/nanomaterial?

Nanoteknologin har idag tillämpningar inom de flesta tekniska områdena, t ex datateknik, bioteknik, fordonsteknik, byggteknik, kosmetika, rengöringsteknologin och inom materialforskning.

Som exempel använder man i stekpannor och kläder nanomaterial som skyddar mot smuts och repor. Andra stora användningsområden är färgat glas, målarfärg och UV-skydd i solkrämer.

Cirka hälften av produktionsvolymen gällande plaster används för engångsartiklar.

Tillämpning inom sjukvården.

Det pågår forskning om användning av nanotekniken i behandling av olika folksjukdomar såsom MS, cancervården, infektionssjukdomar, hörselvården mm.

People_walking (2)

Med skräddarsydda nanopartiklar har forskare kunnat lura immunsystemet och stoppa sjukdomsutveckling av MS hos möss. Tekniken kan tänkas fungera även för sjukdomar som typ-1-diabetes, allergier och astma. Det finns forskning idéer om målsökande nanopartiklar som bär med sig in i kroppen läkemedel fram till cancertumörer eller antibiotika in till infektionshärdar.

Hur kommer nanopartiklar in i kroppen?

Kunskapen är bristfällig om hur människor och miljön påverkas av nanomaterial. Det gäller både exponeringsvägar för olika nanomaterial och vilka farliga egenskaper olika nanopartiklar kan ha för människor, djur och miljön. Man kan inte utgå ifrån att kunskapen om ett ämne i större storlek även gäller för ett ämne i nanostorlek.

Hur transporterar sig nanopartiklar i kroppen?

Hittills har det i första hand varit aktuellt med exponering för nanopartiklar via luftvägarna. Därför har forskningen mest handlat om det området. Nanopartiklar kan (enligt indikationer inom forskningen från tester på försöksdjur) nå långt ut och lagras i de fina luftvägarna och via blodbanan kunna tas upp och spridas till andra delar av kroppen. Faktorer som påverkar var de hamnar är bland annat partiklarnas sammansättning, storlek och löslighet.

Nanopartiklar kan ta sig över blod-hjärnbarriären, det vill säga passera från blodet in i hjärnan och näthinnan (ex. viss nanosilver) och även kunna passera genom moderkakakan in till fostret. På sådant sett skulle nanopartiklar kunna bidra till att andra ämnen kan passera dessa barriärer.

Nano_particles (2)

Det finns några studier som visar att nanomaterial kan tas upp via mag-tarmkanalen och sedan försvinna snabbt i blodbanan. Studier har visat att nanomaterial kan ibland passera över olika membran i cellerna, och har bland annat återfunnits inne i de så kallade mitokondrierna i cellerna och i cellkärnan. Visa studier antyder att nanopartiklar sannolikt även kan tas upp via huden men kunskapen om skadliga effekter via huden är dock mycket begränsad.

Hur påverkas vi av nanopartiklar via magtarm-kanalen?

Eftersom nanopartiklar kanske når kroppens cirkulation i högre grad än samma ämne i större storlek måste vi fundera över vilka effekter för hälsan kan ha dessa nanopartiklar och vad orsaken bakom eventuella negativa effekter kan vara. Här är kunskapen liten och det behövs därför mer forskning.

I de flesta studier på försöksdjur har nanopartiklar givits via munnen (oralt intag) och har utförts på metaller eller metalloxider. Studierna är ganska få och resultaten har inte varit entydiga. På cellnivå har till exempel oxidativ stress och med bildande av fria radikaler och DNA-skador visats. Det finns forskningsresultat som tyder på att nanopartiklar skulle kunna påverka uppkomsten av inflammation i olika vävnader, exempelvis i mag-tarmkanalen. Man har diskuterat om påverkan på immunsystemet hos människa och djur.

 Hur skall vi förhålla oss, är det möjligt att skydda sig från nanopartiklar?

Även om bevisen idag är bristfälliga om nanomaterial medför särskilda hälso- och miljörisker, manar den snabba utvecklingen inom området och de stora kunskapsluckorna om hälso- och miljörisker till försiktighetsåtgärder (Kemikalieinspektionens Rapport Nr 6/07, Nanoteknik, stora risker med små partiklar?).

Människan kan utsättas för nanomaterial i arbetslivet (olika yrken och industrier), som konsument (exempel från stekpannor, kosmetika, solkrämer, 3D-plastskrivare mm) och via miljön (plastförbränningsmaterial i luften mm).

Exponering för  nanopartiklar i metallindustrin och hos svetsare.

Inom industrin kan man exponeras för nanopartiklar frigjorda från laseruppvärmt metallpulver innehållande bland annat kobolt, krom, titan, silver, nikel i samband med tillverkning av metallstycken i 3D-format i stora industriella 3D-skrivare.  Bland metallarbetarna tillhör svetsare en riskgrupp som exponeras i högg grad för nanopartiklar. Bra och effektiv ventilation i lokalerna samt noggrann personlig skydd är viktiga för att minska exponeringen för nanopartiklar bland dessa arbetare.

Vilka utmaningar väntar i framtiden?

I framtiden väntar en stor teknisk utmaning att ta fram metoder för detektion av nano-partiklar hos människor och i miljön. Vi behöver satsa riktigt på forskning för att skaffa oss bredare och djupare kunskap om nano-materialenas/nano-partiklarnas farliga egenskaper och skademekanismer för att försöka undvika och förebygga dessa.

Läs gärna tidigare blogginlägg om nanopartiklar och 3D-skrivare.

 

För den som är intresserad av  för vidare läsning se referenser:

KemI (2007) Nanoteknik – stora risker med små partiklar? En kunskapssammanställning om risker med nanoteknik för hälsa och miljö. KemI Rapport Nr 6/07, Kemikalieinspektionen

KemI 2009a-Användningen av nanomaterial i Sverige 2008 – analys och prognos och 2009b- Nanomaterial- aktiviteter för att identifiera och uppskatta risker. KemI PM1/09, Kemikalieinspekt.

Milieu and RPA (2009) Information from Industry an Applied Nanomaterials and their Safety. September 2009.

SCENIHR (2009) Opinion on Risk Assessment of Products of Nanotechnologies. SCENIHR Opinion adopted by SCENIHR 19 January 2009.

Vinnova (2007) Nanoteknikens innovationssystem. Vinnova analys VA 2007:01, januari  2007.

Eller länkar:

http://www.kemi.se/sv/Innehall/Fragor-i-fokus/Nanoteknik-och-nanomaterial/

http://www.su.se/forskning/ledandeforskning/naturvetenskap/materialkemi/…

http://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/nano_brochure_sv.pdf

http://www.forskning.se/temaninteraktivt/teman/nanoteknik.4.303f5325112d…

http://www.nyteknik.se/nyheter/innovation/forskning_utveckling/article34…

 

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedintumblrmailFacebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedintumblrmailby feather

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *