Nanopartiklens vej gennem kroppen kan kortlægges

Bedre kræftbehandling med magnetiske nanopartikler. Vaskemaskiner, der kan holde tøjet rent i månedsvis takket være sølv-nanopartikler. Eller biosensorer i nanostørrelse, der overvåger kroppens celler indefra.

Nye produkter og behandlingsformer baseret på nanoteknologien har fået kilometervis af spalteplads i medierne de senere år. Men nanoteknologiens tilsyneladende endeløse muligheder er blevet bremset, fordi hverken myndigheder eller forskere endnu er sikre på nanopartiklernes indflydelse på miljøet og menneskekroppen.

Problemet blev tydeligt i foråret 2010, hvor NanoCover, et produkt, der skulle gøre gulve smudsafvisende, blev forbudt af Miljøstyrelsen. Det viste sig, at det kunne give alvorlige lungeskader.

Nanopartikler i kroppen

En af nanoforskernes store udfordringer er altså at gennemskue, om nanopartikler er farlige for os, når vi bliver udsat for dem.

Og den udfordring har et forskerteam fra North Carolina State University nu taget op. De har, med egne ord, udviklet en metode, der med tiden kan bruges til at forudsige, hvordan forskellige nanopartikler reagerer i biologiske systemer, for eksempel en menneskekrop.

»Denne information vil give os mulighed for at forudsige, hvor et bestemt nanomateriale ender på dets vej rundt i menneskekroppen, om det bliver optaget af celler, og i så fald hvilke,« siger dr. Jim Riviere i en pressemeddelelse. Han er leder af North Carolina State Universitys Center for kemisk toksikologiforskning og farmakokinetik.

Konkret har forskerne kortlagt en nanopartikels overflade og fundet ud af, hvilke materialer, partiklen binder til.

Netop den viden om nanopartiklens overflade skaber ifølge dr. Riviere grundlag for, at forskere senere kan kortlægge en partikels reaktivitet i samspil med kemiske stoffer og biologiske molekyler, som partiklen kan komme i kontakt med i f.eks. kroppen.

Det er dog lidt af en overdrivelse at sige, at man med denne undersøgelse kan gennemskue nanopartiklernes opførsel i et biologisk system, siger forsker Peter Fojan, der er lektor ved Institut for fysik og nanoteknologi ved Aalborg Universitet.

»Forskerne har taget en enkelt nanopartikel og udsat den for 20 forskellige stoffer. Dermed har de set, hvordan partiklen reagerer på enkelte stoffer. Men et biologisk system er meget mere komplekst, og nanopartiklerne vil blive udsat for mange stoffer på samme tid. Derfor er det en forenkling at sige, at man nu ved, hvordan nanopartikler reagerer i biologiske systemer,« forklarer Peter Fojan.

Nanostørrelse betyder ændret opførsel

Nanopartikler er bittesmå udgaver af 'kendte' partikler, for eksempel sølv eller guld. Og så kan man spørge sig selv, hvorfor det er svært at forudse, hvordan sølv reagerer med kroppen - for det ved vi vel allerede?

»Nanopartikler ændrer karakteristika i forhold til større partikler af samme stof. Det kan blandt andet skyldes, at de har meget overfladeareal i forhold til deres størrelse. En nanopartikel af sølv opfører sig for eksempel anderledes end en sølvpartikel i almindelig størrelse,« siger Peter Fojan.

»Forestil dig en sølvske. Der sidder de fleste af atomerne inden i skeen, og har ikke kontakt med omgivelserne. Når man taler om nanopartikler er det lige omvendt. De fleste atomer sidder på ydersiden og har dermed kontakt med omgivelserne. Derfor kan de reagere anderledes end deres 'større søskende' normalt gør. Samtidig betyder nanopartiklernes lille størrelse, at de kan trænge ind i celler i kroppen, som partikler i almindelig størrelse ikke kan,« fortsætter han.

Nanopartikler har altså anderledes karakteristika end større partikler af samme materiale, og derfor er det nødvendigt at kortlægge, hvordan de reagerer på stoffer i menneskekroppen eller miljøet. Og det er det, forskerne fra North Carolina State University i USA har forsøgt med deres undersøgelse.

Et udgangspunkt for videre forskning

Selvom Peter Fojan ikke synes, den nye forskning helt lever op til de løfter, der bliver givet i undersøgelsen, er han positiv.

»Det er et godt udgangspunkt for at forske videre og skabe et indeks over nanopartikler og deres reaktioner på forskellige stoffer. Det er også forskernes mål: at skabe et toksikologisk indeks og fareklassificere nanopartikler,« fortæller Peter Fojan.

Sådan et indeks kan blandt andet danne grundlag for miljølovgivning i fremtiden. I dag er der nemlig ikke specifikke regler for nanopartikler.

»Vi bruger nanopartikler mere og mere i produktion af forskellige ting, og vi bliver derfor udsat for flere nanopartikler. Derfor skal vi kende farerne og grænserne for, hvor meget vi kan tåle. Det kan et indeks hjælpe med på sigt,« slutter Peter Fojan.