Pneumologie 2015; 69 - P288
DOI: 10.1055/s-0035-1544849

In-vitro-Untersuchungen von Kohlenstoffnanohorns an humanen Bronchialepithelzellen

F Schramm 1, M Lange 1, E Hallier 1, P Hoppmann 1, A Heutelbeck 1
  • 1Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin, Universitätsmedizin Göttingen (UMG)

Nanomaterialien gelten als innovativ und vielseitig einsetzbar. Zu den prominenten Vertretern zählen die Kohlenstoff (CN)-basierten synthetischen Nanopartikel (z.B. CN-tubes), eine neue Variante sind die CN-horns (CNH). In Abhängigkeit von den eingesetzten Verfahren kann es bei der Prozessierung von synthetischen Nanomaterialien zu einer unbeabsichtigten Freisetzung in die Umwelt kommen, dabei gelangen freigesetzte Partikel über die Einatmung in den Organismus. Systematische Erkenntnisse zu möglichen Gesundheitsgefährdungen – insbesondere auch am Eintrittsorgan Lunge – sind daher notwendig. Ziel dieser Studie ist es, CNH Partikel im Hinblick auf die Toxizität für Bronchialepithelzellen unter besonderer Berücksichtigung unterschiedlicher Partikelgrößen zu evaluieren. Methodisch wurden CNH-Partikel unterschiedlicher Größe (60 – 80nm (CNH-A) bzw. 60 – 200nm (CNH-B)) in humanen Bronchialepithelzellen (NCI-H322) auf ihre Wirkung in Zellvitalitäts- und Zellaktivitätstests (Neutralrot-, WST-1-Assay) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zellen in ihrer Zellvitalität bis zu einer Konzentration von 1000 mg/l nicht (CNH-B) beziehungsweise nur bis zu 20% (CNH-A) gehemmt wurden. Beide Größenfraktionen hemmen die metabolische Aktivität der Bronchialepithelzellen bis zu 50%, CNH-A bei einer Konzentrationen von 900 mg/l, CNH-B bei 950 mg/L. Insgesamt zeigt der Vergleich der Partikelgrößenfraktionen, dass die Fraktion mit den vornehmlich kleineren Partikeln geringfügig stärkere Effekte in den Zelltests bewirkt als die Fraktion mit den größeren Partikeln.

Schlussfolgernd lassen die vorliegenden Ergebnisse erkennen, dass die Toxizität auf Bronchialepithelzellen neben anderen stoffspezifischen Faktoren auch von der Partikelgröße abhängig ist. Aus arbeits- und umweltmedizinischer Sicht empfiehlt es sich daher, in den Entwicklungsprozess neuer Materialien nicht nur funktionelle, sondern stärker auch Aspekte zum gesundheitsgefährdenden Potential einzubeziehen.