Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Baumwollfasern statt Kohlenstoffnanoröhrchen

07.05.2015

Kurzfristige Schäden sind keine zu erwarten, wenn aus Pflanzen gewonnene Zellulosenanofasern eingeatmet würden. Doch Lungenzellen eliminieren längere Fasern weniger effizient als kurze, zeigt eine Untersuchung im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64).

Wie die Kohlenstoffnanoröhrchen, die in Fahrradrahmen oder Tennisschlägern stecken, wiegen auch Nanofasern aus Zellulose wenig und sind trotzdem sehr reissstark.

Ihre Herstellung ist zudem wesentlich billiger, da sie auch aus pflanzlichen Abfällen wie etwa von Baumwolle oder Bananen gewonnen werden können. "Bis sie sich auf dem Markt durchsetzen, ist wohl nur eine Frage der Zeit", sagt Christoph Weder vom Adolphe Merkle Institut der Universität Freiburg.

Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) hat er zusammen mit dem Team von Barbara Rothen-Rutishauser untersucht, ob diese pflanzlichen Nanofasern der Lunge schaden, wenn sie eingeatmet würden.

Dabei greift die Gruppe um Rothen-Rutishauser nicht auf Tierversuche zurück, sondern verwendet ein selbstentwickeltes, komplexes 3D-Lungenzellsystem, das mit verschiedenen menschlichen Zellkulturen die Lungenoberfläche im Reagenzglas simuliert.

Kürzer ist besser

Ihre nun veröffentlichten Resultate (*) bedeuten in erster Linie eine Entwarnung: Die untersuchten Lungenzellen zeigen keine Anzeichen von akutem Stress oder Entzündungsreaktionen. Doch während das Lungenzellsystem kurze Fasern effizient eliminiert, bleiben längere Fasern auf der Zell-Oberfläche liegen, wie die Gruppe um Barbara Rothen-Rutishauser berichtet.

"Die Versuche dauerten nur zwei Tage, weil wir die Zellkulturen nicht länger wachsen lassen können", schränkt Rothen-Rutishauser jedoch ein. Deshalb könnten die Forschenden nicht sagen, ob die längeren Fasern sich auf die Dauer negativ auf die Lunge auswirken würden.

Von Versuchen mit Kohlenstoffnanoröhrchen sei aber bekannt, dass die Lungenzellen im Kontakt mit langen Röhrchen aus dem Gleichgewicht geraten, weil sie andauernd – aber vergeblich – versuchten, die Röhrchen ins Zellinnere zu schleusen.

"Diese frustrierte Phagozytose kann Entzündungsreaktionen auslösen", sagt Rothen-Rutishauser. Zur Vermeidung möglicher negativer Wirkungen auf die Gesundheit empfiehlt sie Unternehmen, die Produkte mit Nanofasern entwickeln wollen, nicht lange, steife, sondern möglichst kurze und weiche Fasern zu verwenden.

Nationales Forschungsprogramm "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64)

Das nationale Forschungsprogramm "Chancen und Risiken von Nanomaterialien" (NFP 64) möchte die Lücken im gegenwärtigen Wissen über Nanomaterialien schliessen. Die mit der Herstellung, dem Einsatz und der Entsorgung von künstlichen Nanomaterialien verbundenen Chancen und Risiken für Mensch und Umwelt sollen besser verstanden werden. Die Forschungsprojekte haben im Dezember 2010 begonnen.

(*) C. Endes, S. Mueller, C. Kinnear et al. (2015). Fate of Cellulose Nanocrystal Aerosols Deposited on the Lung Cell Surface In Vitro. Biomacromolecules online: doi: 10.1021/acs.biomac.5b00055


Kontakt

Prof. Barbara Rothen-Rutishauser
Adolphe Merkle Institut
Universität Freiburg
Ch. des Verdiers 4
CH-1700 Fribourg
Tel.: +41 26 300 95 02
E-Mail: barbara.rothen@unifr.ch

Weitere Informationen:

http://www.nfp64.ch/
http://www.snf.ch/de/fokusForschung/newsroom/Seiten/news-150507-medienmitteilung...

Martina Stofer | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

nachricht Neue Risikofaktoren für Angsterkrankungen
22.02.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften