Mikroplastik einatmen - wie gefährlich ist das?

Parallel zur weltweiten Kunststoffproduktion nimmt auch die Konzentration von Nano- und Mikroplastikpartikeln in der Umwelt zu, beispielsweise im Trinkwasser, in Lebensmitteln und in der Luft. Es ist unvermeidbar, dass solche Partikel auf diesen Expositionswegen auch in den menschlichen Organismus gelangen.

Im Rahmen des CEFIC-LRI-Programms wird das Fraunhofer ITEM nun gemeinsam mit dem Fraunhofer IKTS und BASF SE einen standardisierten Ansatz entwickeln, um das Gefährdungspotenzial, das von der Inhalation von Mikroplastikpartikeln ausgeht, für den Menschen zu bewerten.

Aus den folgenden Gründen existiert ein derartiger Ansatz bislang noch nicht: eingeschränkte Verfügbarkeit geeigneter Referenzmaterialien,
analytische Herausforderungen bei Nachweis und Dosisfestlegung, fehlende Angaben zu relevanten physikalisch-chemischen Eigenschaften der Prüfmaterialien sowie das Fehlen von standardisierten Prüfbedingungen (Partikelgrößen, Zeitleisten, geeignete Zellsysteme für In-vitro-Prüfung und -Applikation, Dosis-Wirkungsbeziehung, relevante Endpunkte und Zeitleisten für In-vivo-Studien).

Generell werden umfassende experimentelle Daten über Partikeleigenschaften und Wechselwirkungen zwischen Partikeln und biologischen Materialien benötigt, um im Falle gesundheitsschädlicher Wirkungen für den Menschen ein hochwertiges Risikomanagement zu ermöglichen. Daten zum Verbleib der Partikel im Organismus nach inhalativer Aufnahme, zu Dosimetrie und Dosiskennzahlen sowie zur Löslichkeit in biologischen Systemen sind entscheidende Faktoren für eine Verbesserung der Risikobewertung.

Bei der Charakterisierung von Mikro- und Nanoplastik, sowohl in isolierter Form als auch nach der Aufnahme in Zellen, sind die aktuellen technischen Möglichkeiten noch sehr begrenzt im Hinblick auf die Anwendung korrelativer Messverfahren, da unterschiedliche Instrumente nur schwer die gleichen Partikel und Zellen nachweisen können. In diesem Projekt sollen vorhandene und neue Algorithmen weiterentwickelt und in Mikroskopie- und Spektroskopie-Abläufe integriert werden, um dieselben Partikel automatisiert auffinden, nachweisen und messen zu können.

Projektziele

Ermittlung der wichtigsten Merkmale hinsichtlich Molekülstruktur, Partikelmorphologie und Partikelinteraktion, die ausschlaggebend sind für Inhalationstoxizität.
Eruierung existierender Systeme zur Partikeldosimetrie und -bewertung und Übertragung von Analogiekonzepten von anderen inhalierbaren
Entwicklung eines mehrstufigen Prüfkonzepts, beginnend mit In-vitro-Tests. Verfeinerung der Tests anhand von Überlegungen zur Exposition und Prüfung unterschiedlich komplexer Systeme; am Ende Ableitung von Bedingungen und Eingangsparametern für In-vivo-Prüfungen.
Gewichtung der Eigenschaften von Mikroplastik (physikalisch-chemische Parameter, Wissen über Verteilung und Dosis, biologische Wirkungsprofile) nach Relevanz für die Bewertung des Risikos für den Menschen, insbesondere für die Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch Einatmen.
Auf der Grundlage der ermittelten Gewichtung Erarbeitung von Empfehlungen für anschließende In-vivo-Studien zur Bestätigung.
Bereitstellung der Informationen für und Interaktion mit parallelen Forschungsprojekten zu diesem Thema.

» Mehr über CEFIC-LRI

Quelle: Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)