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Bestimmung der Sensitivität und Spezifität von in-vitro Methoden zur Beurteilung der chronischen Toxizität und Karzinogenität von Nanomaterialien, Feinstäuben und Fasern im Rahmen der regulatorischen Toxikologie (Literaturstudie)

Projektnummer: F 2043 Projektdurchführung: Beratungsbüro für Risikoabschätzung - Dr. Markus Roller Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

Aufgrund der hohen Kosten und der teils langen Dauer der inhalativen in vivo-Methoden und aus Gründen des Tierschutzes sollen in vivo-Methoden möglichst durch in vitro-Methoden ergänzt bzw. ersetzt werden. Dies gilt für Feinstäube und Fasern, aber auch für die große Vielfalt der gegenwärtigen und zukünftigen Nanomaterialien, für die von verschiedenen Seiten aussagekräftige in vitro-Methoden (low cost high throughput in vitro-assays) gefordert werden, um eventuelle Wirkungen auf die menschliche Gesundheit, insbesondere Wirkungen auf Lunge, mit ausreichender Sicherheit beurteilen zu können. Unter Nanomaterialien werden insbesondere Nanopartikel, Nanoröhren und Nanofasern etc. und deren Agglomerate und Aggregate verstanden (z. B. Fullerene, SWCNTs, MWCNTs, Silber, Eisen, Carbon black, Titandioxid, Alumiumoxid, Ceroxid, Zinkoxid, Siliziumdioxid). Gegenwärtig werden sehr viele in vitro-Daten generiert, gleichzeitig besteht jedoch eine hohe Unsicherheit, ob diese in vitro-Daten eine statistisch zuverlässige Basis zur Beurteilung der gesundheitlichen Wirkungen des Menschen darstellen. Eine umfassende und detaillierte Auswertung der empirischen Daten aus in vitro- und inhalativen in vivo-Studien, die quantitative Parameter zur Vorhersagekraft (Sensitivität, Spezifität) berücksichtigt, wurde bisher nicht durchgeführt.

Die veröffentlichte Literatur zu Feinstäuben, Fasern und Nanomaterialien ist im Rahmen einer Literaturauswertung systematisch auszuwerten und die qualitative und quantitative Vorhersagekraft der in vitro-Methoden zur Zytotoxizität, Entzündung, Genotoxizität etc. anhand statistischer Parameter (Sensitivität, Spezifität ) zu beschreiben. Neben den toxikologischen in vitro-Studien sind auch Informationen zu physiko-chemischen Eigenschaften wie z. B. Löslichkeit, Oberflächenchemie, Größe, Agglomerationsgrad etc. zu berücksichtigen, da auch diese Hinweise auf Wirkungen im Menschen oder in chronischen tierexperimentellen Studien erlauben. Daher ist eine genaue Beschreibung der physiko-chemischen Eigenschaften wichtig. Als Zielorgan ist insbesondere die Lunge (bzw. angrenzendes Gewebe) zu berücksichtigen. In welchem Maß die Daten der Feinstäube und Fasern im Mikrometerbereich auf Nanopartikel (inklusive Nanofasern etc.) übertragen werden können, ergibt sich aus der Analyse der Daten und Plausibilitätsbetrachtungen zum Mechanismus der Toxizität. Bezüglich der Lungentoxizität wurden Gemeinsamkeiten zwischen Nanopartikeln und Feinstäuben beobachtet. Das Wirkpotenzial der nanoskaligen Partikel wird derzeit teils höher eingeschätzt. Im Rahmen des Projektes sind Kategorien zu bilden, die eine Gruppenbildung erlauben, um im Rahmen der regulatorischen Toxikologie das Wirkpotenzial klassifizieren zu können.

Kontakt

Fachgruppe 4.3 "Toxikologie"

Service-Telefon: 0231 9071-2071 Fax: 0231 9071-2070