Nanopartikler. De dukker op flere og flere steder. Efterhånden kan du finde de mikroskopiske partikler i både tøj, maling, kosmetik, solcremer og imprægneringsspray.

»Feltet er i en rivende udvikling. Vi kan finde partiklerne blandt andet i vores fødevareemballage, kosmetik, cement og medicin, hvor de forbedrer produkterne. Under coronapandemien er vaccinationer med nanopartikler også under udvikling, så der er mange positive ting at fremhæve,« siger Jacek Fiutkowski, lektor ved SDU NanoSYD på Syddansk Universitet.

Men nanopartiklernes størrelse er både en fordel og en ulempe. Nanopartikler er karakteriseret af at være mindre end 100 nanometer, hvilket svarer til, at de er mindre end 0,00001 centimeter, og når partikler bliver så små, begynder de kemiske stoffer, de består af, at opføre sig anderledes. Derfor frygter nogle, at det kan være farligt at få de små partikler ind i kroppen. 

Læseren Emil bekymrer sig for eksempel over et middel med nanopartikler, der bruges til at behandle vinduer. Eksempelvis kan man købe forseglingsvæsker, der giver en vandbindende hinde på vinduets overflade, der hele tiden renser sig selv, så vinduet holder sig rent.

Men det er jo ikke alle patiklerne, der rammer vinduet. Derfor har Emil skrevet en e-mail til Spørg Videnskaben, hvor han spørger, hvor sikkert det er at benytte nanoteknologi i hverdagen.

Partikler undersøgt i laboratorie

Når Emil spørger, om nanopartikler er sikre, er svaret komplekst af flere forskellige årsager, fortæller Jacek Fiutkowski, medlem af forskningsprojektet CheckNano, der undersøger sundhedsmæssige risici ved nanopartikler.

»Helt grundlæggende er der en risiko på grund af nanopartiklernes størrelse. Du kan spise dem, inhalere dem, de kan penetrere din hud, og når de kommer ind i din krop, kan de have en skadelig effekt. De kan potentielt være giftige og dræbe kroppens celler. Det er teorien,« forklarer Jacek Fiutkowski. 

Men for Jacek Fiutkowski forbliver teorien en teori. For selvom de videnskabelige undersøgelser, han har været med til at udføre, peger på, at nanopartikler kan være helbredsskadelige, er de blevet foretaget i et laboratorium, og det er langtfra sikkert, at nanopartiklerne vil opføre sig på samme måde uden for det kontrollerede kliniske miljø, understreger han.

»Vi bliver nødt til at tage højde for, at forsøgene er udført i et laboratorie, hvor vi har holdt partiklerne intakte i lang nok tid til, at de kan trænge ind i kroppens celler. De nanopartikler, vi har undersøgt, overlever nemlig kun i omkring 24 timer i luften, før de nedbrydes, så hvis vi tager dem ud af laboratorierne, kan vi ikke undersøge, hvordan de opfører sig i menneskekroppen,« siger han.

Antallet af partikler spiller ind

De partikler, Jacek Fiutkowskis forskergruppe har undersøgt, er sølvpartikler, som især bruges i mademballage, hvor de er superpraktiske på grund af deres svampe- og bakteriedræbende effekt. Når gruppen skal finde ud af, hvor farlige partiklerne er, er der særligt en egenskab, de ser nærmere på.

»Vi undersøger både partiklernes kemiske komposition, partikelstørrelse, struktur og hvilken slags overflade, de har, men det, vi især tænker på, er toksicitet. Det betyder, hvor reaktive partiklerne er, når de kommer ind i din krop,« siger Jacek Fiutkowski.

Det er nemlig ikke lige meget, om der skal fem eller fem millioner partikler ind i din krop, før de bliver giftige, for hvis du skal have et ekstremt stort antal partikler ind i kroppen, før det bliver farligt, og partiklerne er ’lukket inde’ i en mademballage, er det næppe sandsynligt, at kroppen optager så mange.

Jacek Fiutkowskis forskergruppe har fundet ud af, at sølvpartiklers giftighed afhænger meget af deres størrelse samt hvor stor en partikelkoncentration, der er i berøring med kroppens celler.

Hvor mange sølvpartikler kroppen rent faktisk optager fra mademballage, eller hvor længe de overlever i kroppen, er uvist.

Nanopartikler uden for laboratoriet

Andre forskere undersøger, hvordan nanopartikler opfører sig uden for laboratoriet, når de trænger ind i vores kroppe. Det er for eksempel omdrejningspunkt for meget af den forskning i nanosikkerhed, som udføres af Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA).

»Vores forskning fokuserer på indånding og hudkontakt, fordi det er de mest relevante eksponeringsveje i arbejdsmiljøet. Når man kigger på nanopartikler, er indånding den mest betydelige eksponeringsvej, fordi partiklerne kun i meget ringe grad optages gennem huden,« fortæller Ulla Birgitte Vogel, professor i nanosikkerhed ved NFA. 

NFA foretager arbejdspladsmålinger i forskellige industrier, hvor forskningscentret især har undersøgt sort pigment i form af rene kul-nanopartikler og hvidt pigment i form af titaniumdioxid-nanopartikler. De bruges til at farve alt fra dæk og kompositmateriale til termokander og slik, så det er to typer af nanopartikler, som man ret ofte støder på i dagligdagen.

»Ved arbejdspladsmålinger tæller vi typisk, hvor mange partikler der er i luften, vejer partikelmassen og laver mikroskop-undersøgelser. Partikler klumper sig sammen i luften, så vi må bruge elektronmikroskopi for at se, hvor mange individuelle partikler der faktisk er,« siger Ulla Birgitte Vogel, og fortsætter:

»Desuden laver vi en kemisk analyse, hvor vi kan måle, for eksempel hvor meget titanium dioxid der er. Det er nødvendigt, fordi der kan være mange forskellige slags partikler i luften, når man laver målinger i den virkelige verden.«

Nogle nanopartikler kan sætte sig dybt i lungerne

For at finde ud af hvordan nanopartiklerne påvirker kroppen, bruger NFA dyremodeller, som får placeret en bestemt dosis nanopartikelopløsning i lungerne. Den type forsøg har de for eksempel udført med hvide og sorte pigmentpartikler.

»Det farlige ved disse partikler er, at de er så små, at selvom de klumper sig sammen, deponeres de i den dybe ende af lungerne i alveolerne, hvor vi optager ilten, vi indånder, og samtidig udskiller kuldioxid. Her er der ikke fimrehår ligesom længere oppe i lungen, så partiklerne bliver fjernet langsommere og kan akkumuleres dernede, hvis man befinder sig i et miljø, hvor man hele tiden indånder dem,« siger Ulla Birgitte Vogel.

Faktisk er alveolerne det samme sted i lungerne, som coronaviruspartikler trænger ned, hvis sygdommen får lov at udvikle sig og blive rigtig farlig. Og ligesom det er tilfældet med viruspartikler, reagerer kroppen på nanopartiklerne ved at igangsætte sine forsvarsmekanismer: betændelse og akutfase-respons i lungerne. Begge typer forsvarsmekanismer er kroppens biologiske forsvar mod invaderende mikroorganismer og vira.

»Den partikel-inducerede akutfaserespons er en af årsagerne til, at partiklerne kan give hjertekarsygdomme. Hele denne inflammation kan også kobles til udviklingen af KOL og astma. Når partikler er uopløselige, vil de også forårsage dannelsen af reaktive oxygenradikaler og kan derfor være kræftfremkaldende,« siger Ulla Birgitte Vogel, som selv har været med til at undersøge, hvordan nanopartikler fører til akutfaserespons i lungerne, og hvorfor det kan kobles til forskellige sygdomme.

Hvordan skal du forholde dig til nanopartikler i hverdagen?

Selvom svaret til Emil er, at nogle nanopartikler kan have en helbredsskadelig effekt, betyder det ikke, at alle produkter med nanomaterialer i, er farlige, lyder det fra Ulla Birgitte Vogel.

»Der er forskel på frie nanopartikler og nanopartikler, som er forseglede i et eller andet produkt. Vi har mest undersøgt, når de indgår i maling, og har fundet, at indholdet er så godt inkorporeret i malingen, at de kun i meget lille grad frigives for eksempel fra slibestøv, når man sliber malingen,« siger hun.

Miljøstyrelsen har udgivet en rapport, der hedder Bedre styr på nano. Her lyder konklusionen, at forbrugere ikke er udsat for fritsvævende nanomaterialer i særlig høj grad. Det eneste sted, vi har fundet, hvor der kan være en reel helbredsrisiko, er sprayprodukter, fortæller Ulla Birgitte Vogel.

Hvis man skal bruge en spray til at overfladebehandle en sofa, badeværelsesfliser eller lignende, lyder hendes opfordring derfor, at man bør følge instruktionerne på flasken, så vidt muligt spraye udenfor og spraye med vinden i ryggen eller på en klud, som man tørrer over materialet. Når folk sprayer store områder i lukkede rum med for lidt ventilation, er der en risiko for, at man udsættes for skadelige doser.

»Nogle sprayprodukter er farlige at indånde på grund af den uheldige kombination af et aktivt stof og det drivmiddel, der giver tryk, så produktet kan sprayes ud af flasken. Når man indånder blandingen, ødelægges de proteiner, der holder lungen udspilet. Derfor har Miljøstyrelsen trukket nogle produkter tilbage på baggrund af NFA’s toksikologiske studier,« siger Ulla Birgitte Vogel.

Det er dog ikke alle sprayprodukter, der får lungerne til at klappe sammen. Det afhænger helt af den kemiske blanding i spraydåsen. 

Tak for spørgsmålet 

Så Emil, forskningen tyder ikke umiddelbart på, at du har nogen grund til at bekymre dig, når du er i nærheden af for eksempel computere med sorte nanopartikler eller mademballage med sølvpartikler. 

Det er først, når nanopartikler sprayes ud af en flaske, at du bør tage dine forholdsregler ved at følge sikkerhedsinstruktionerne. 

Vi siger tak for det gode spørgsmål og sender en Videnskab.dk-T-shirt til Emil. Hvis du har et videnskabeligt spørgsmål, kan du sende det til sv@videnskab.dk. Så kan du være heldig, at vi tager det op.