Det "måske-livsfarlige" vidunder

Hvis det går, som forskerne prædiker, vil kulstofnanorørene gøre hverdagen i det 22. århundrede meget lettere. Vi får tøj, der ikke ­bliver beskidt, superhurtige computere og ­meget, meget andet godt. Vi mangler bare at undersøge, om vidundermaterialet kan ødelægge vores helbred.

Nanopartikler er udset til at forbedre produkter og levevilkår i fremtidens samfund og her spiller kulstofnanorøret en hovedrolle. Disse fantastiske strukturer, der består af kulstofatomer rullet op til et rør, har enestående elektriske og mekaniske egenskaber. Egen­skaber, der lægger op til anvendelser som forstærkning af byggematerialer, i rumfarten, nye former for kræftbehandling, nye og bedre tek­sti­ler, superhurtige transistorer, biokemiske sensorer og brændselsceller, blot for at nævne nogle få.

De helbredsmæssige konsekvenser af kulstofnanorør i menneskekroppen er man til gengæld ikke kommet så langt med.

Der er mange spørgsmål, der trænger sig på: Hvor nemt kommer kulstofnanorør ind i kroppen? Kommer de ud igen – eller akkumuleres de i kroppen? Og hvis de ophobes i kroppen, er det så noget, vi bliver syge af?

Forskerne og industrien er begyndt at forstå, at de mennesker, der skal bruge de nye fantastiske produkter, også vil have garantier for, at sundheds- og miljørisici er ordentligt undersøgt. Senest har Statens Forskningsråd gjort det klart, at nanoforskning fremover kun kan støttes i kombination med vurdering og håndtering af sundheds- og miljørisici.

Mens kulstofnanorør endnu produceres i ret små mængder, forudsiger nobelprismodtager og nanorørsekspert Richard Smalley fra Rice University i Texas, at kulstofnanorør inden for fem-ti år vil blive produceret i millioner af ton på verdensplan. Derfor er det det helt rigtige tidspunkt at undersøge sagen: kulstofnanorør er på vej ind i vores hverdag ... i stor stil.

Småt er ikke nødvendigvis godt

Når nanopartikler kan være særligt farlige, er det fordi deres samlede overfladeareal og dermed reaktivitet er højere, og fordi de i kraft af deres ringe størrelse kan passere barrierer og filtre i kroppen, der netop skulle stoppe fremmede partikler.

Det viser sig, at mange stoffer, der ikke normalt opfattes som giftige, er skadelige, når bare de optræder som tilstrækkeligt små partikler.

Et studie har vist, at titaniumdioxid-nanopartikler med en diameter på 21 nm giver 43 gange mere betændelse i lungerne end 250 nm nanopartikler.

Grundlæggende kan små partikler komme ind i kroppen via huden, lungerne eller fordøjelsessystemet. Kroppens naturlige forsvarsmekanismer vil i de fleste tilfælde forhindre fremmedobjekter i at blive optaget. Det ordner kroppen ved at passivere fremmedlegemernes overflade og eventuelt ved at udskille objekterne. Flere studier har vist, at nanopartikler er små nok til at snige sig forbi kroppens naturlige filtre, og endda trænge igennem cellemembraner.

Dieselsporene skræmmer

Hvis man går en tur på en stærkt trafikeret vej, vil hvert åndedrag betyde inhalering af 25 mio.nanopartikler. Vores lunger er indrettet til at filtrere, flytte og eliminere sådanne fremmedlegemer meget effektivt.

Men nanopartikler fra dieselmotorers udstødning (ultrafine partikler mindre end 100 nm) kan nå helt ud i lungernes fineste forgreninger. Og hvis man får større doser eller udsættes for længere tids påvirkning, nedsættes lungernes funktion, og der opstår betændelse og øget risiko for kræft. Netop derfor monteres partikelfiltre på flere og flere dieselmotorers udstødning.

En potentielt dårlig kombination

Kulstofnanorør har diametre ned til få nanometer, men kan samtidig være meget lange, op til hundrede mikrometer. Denne kombination kan være problematisk, fordi den lille diameter gør det muligt for rørene at trænge igennem cellemembraner, mens længden og den mekaniske stabilitet kan bevirke, at de klumper sammen i totter.

Alarmklokkerne ringede første gang, da en gruppe af amerikanske forskere i 2003 lod mus optage kulstofnanorør gennem luftvejene, hvilket fik tumorlignende ansamlinger af hvide blodplader til at klumpe sammen i lungerne. En stor del af forsøgsdyrene døde efter få dage. Forsøg med fisk har vist, at C60-molekyler er i stand til at trænge ind i hjernen via ­respirationssystemet, men ingen ved, om kulstofnanorør ligeledes kan trænge ind i hjernen og de indre organer, og hvilke konsekvenser det kan få.

Huden består af et 10 µm tykt overlag af døde hudceller samt et vandafvisende lag, der tilsammen udgør en meget effektiv barriere mod nanopartikler, bakterier og kemikalier.

Det er ikke sandsynligt, at nanopartikler når helt ind i kroppen gennem huden, medmindre man har sår eller huden på anden måde er eksponeret eller svækket. Men kulstofnanorør har vist sig at kunne forandre funktionen af levende hudceller, som for eksempel sådanne eksponerede celler eller hudceller i luftrørene.

Der er også meget lidt viden om, hvorvidt nanopartikler kan nå ind i kroppen via fordøjelsessystemet.

Brug for indsats

Man kan i dag ikke afsige nogen samlet dom over nanopartiklers "farlighed". Direktøren for Center for Biological and Environmental Nanotechnology ved Rice University, Vicki Colvin, udtrykker det således:

»Det er en fejltagelse at sige, at nanopartikler er sikre, og det er en fejltagelse at sige at de er farlige – det vil sandsynligvis ligge et sted i midten. Det vil afhænge fuldstændigt af den konkrete situation.«

Farligt eller ej, meget tyder på, at den nanoteknologiske udvikling er sprintet af sted i samfundets og videnskabens tjeneste uden at vente på, at de sundheds- og miljømæssige konsekvenser bliver undersøgt.

I Danmark har Arbejdsmiljøinstituttet eta­ble­ret en gruppe, der forsker i toksikologi og arbejdsmiljørelaterede risici ved udsættelse for nanopartikler. Gruppen følger også den nationale og internationale udvikling tæt, og oplyser løbende om risikovurderinger af nanopartiklers toksiske virkning, deriblandt kulstofnanorør.

Seniorforsker i arbejdsgruppen, Keld Astrup Jensen, mener, at Danmark har tøvet lidt for længe, hvor der de i fleste lande inden for de seneste par år er taget initiativer til at vurdere farligheden af de nye teknologier.

»Der er brug for netværk i stedet for isolerede forsøg; at myndigheder og forskere arbejder sammen om at etablere og kommunikere ny viden, lave risikovurderinger og finde frem til de endelige grænseværdier. Der satses massivt på udvikling af nanoteknologi. Undersøgelser af de mulige konsekvenser og risici burde følge trop,« siger han.

De undersøgelser, der er lavet indtil nu, har vist, at der potentielt er problemer med mange af nanopartiklerne – heriblandt kulstofnanorør – som har rigtig mange anvendelsespotentialer, og som der derfor er meget fokus på. Det kan sagtens være, at de doser man i praksis udsættes for, er for små til at betyde noget, men vi ved det ikke. Det kunne være dejligt om vi fik undersøgt sagen, før der kommer lig på bordet denne gang," mener Keld Astrup Jensen.