B Einfluss hochentwickelter Materialien auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt
Hintergrund
Bestimmte Materialeigenschafen und molekulare Mechanismen beeinflussen die Interaktionen zwischen Zellen und Material. Ziel von Projekt B ist es, diese Materialeigenschaften und Mechanismen sowie die Auswirkungen hochentwickelter Materialien auf die (biochemischen) Funktionen menschlicher Zellen und Umweltorganismen zu identifizieren. Durch den Einsatz verschiedener Analysetechniken und Expertisen unserer Partnerinnen und Partner können wir die Materialien in Zellen und Organismen lokalisieren und gleichzeitig die Zellantworten messen. Die Ergebnisse dienen wiederum Projekt A als Grundlage um Safe-by-Design Strategien zu entwickeln.
Toxikologische Konzepte für Sicherheitsvorhersagen
Die Interaktionen zwischen Zellen und Material muss auf mehreren Ebenen analysiert werden um die Sicherheit hochentwickelter Materialien zu untersuchen. Hierfür werden moderne toxikologische Konzepte (Adverse Outcome Pathway, AOP) verwendet, die adverse Effekte auf Organe, Organismen oder Populationen mit Materialeigenschaften und deren Wirkungen auf Ebenen von Zellen und Gewebe korrelieren. Wenn Wirkmechanismen nachgewiesen sind, erlauben sie die Vorhersage von Gefährdungen durch die Nutzung vereinfachter Modelle und spezifischer Schlüsselereignisse.1 2
Systematische Analyse der Folgen für Wasserorganismen
Neben der menschliche Gesundheit können hochentwickelte Materialien auch Umweltorganismen beeinflussen, wenn die Materialien oder ihre Bestandteile in die Umwelt gelangen. Vor allem für Polymerpartikel, die im Laufe der Zeit zu Mikro- und schließlich zu Nanoplastik zerfallen, ist bekannt, dass sie sich in aquatischen Ökosystemen und insbesondere auch in festwachsenden Lebewesen (Einzeller, Tiere, Pflanzen) anreichern.3 Auch für Nanopartikel wird eine Anreicherung erwartet, wie bereits für TiO2 aus Sonnenschutz gezeigt.4 Wie die Organismen die Partikel aufnehmen und einbauen und welche Folgen das für die Organismen hat, wurde bisher jedoch noch nicht systematisch untersucht.5
Fallstudien
Fallstudie B1: Kontrolle des Auflöseverhaltens
Fallstudie B2: Einflüsse hochentwickelter Materialien auf Umweltorganismen
Beteiligte Partnerinstitute
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