Door de grote variatie in nanomaterialen is het erg omslachtig om elk van deze variaties (of nanovormen) afzonderlijk op hun mogelijk schadelijke effecten te testen. Een groepsaanpak is efficiënter, mits daarmee geen essentiële risico-informatie gemist wordt. Voor zo’n aanpak zijn beschikbare gegevens voor nanomaterialen echter niet altijd voldoende. In het Europese GRACIOUS project wordt aan een methodiek gewerkt om benodigde gegevens op een efficiënte manier te verzamelen voor wetenschappelijke onderbouwing van groepen.

Omdat nanomaterialen van dezelfde chemische samenstelling in diverse eigenschappen (zoals grootte, vorm, lading, etc.) van elkaar kunnen verschillen is er een grote variatie in nanomaterialen. Dit maakt dat nanomaterialen voor veel verschillende toepassingen kunnen worden gebruikt, maar zorgt er ook voor dat risico’s voor mens en milieu per materiaal kunnen verschillen. Het is economisch ongunstig om elk van deze variaties (of nanovormen) afzonderlijk op hun mogelijk schadelijke effecten te testen. Bovendien zouden daarvoor vooralsnog veel dierproeven nodig zijn. Daarom is er veel aandacht voor de ontwikkeling van benaderingen die gebruik maken van groeperen[1] en read-across[2] van nanomaterialen.

In mei 2017 heeft ECHA European Chemicals Agency (European Chemicals Agency)[3] een Guidance gepubliceerd voor het onderbouwen en toepassen van groeperen en read-across van nanomaterialen. In deze Guidance wordt advies gegeven over de onderbouwing van het gebruik van gegevens van een nanovorm (of niet-nanovorm) voor andere vormen van een stof. In een recente publicatie is beschreven hoe JRC Joint Research Centre (Joint Research Centre)[4] de ECHA Guidance heeft toegepast op het groeperen van 6 verschillende nanodeeltjes van titaniumdioxide (van verschillende grootte, vormen, aan-/afwezigheid van coating, etc.)[5]. Op grond van deze groepsindeling werd voor twee andere nanodeeltjes van titaniumdioxide correct voorspeld of ze wel of niet genotoxisch[6] zouden zijn.

In september 2018 is door de OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation for Economic Co-operation and Development)^[7] en de twee EU Europese Unie (Europese Unie) H2020-projecten NanoReg2 en GRACIOUS een bijeenkomst georganiseerd over de toepasbaarheid van groepering en read-across van nanomaterialen. Aan deze bijeenkomst namen vertegenwoordigers van producenten, overheden, regelgevende instanties en andere normalisatie-instellingen (zoals ISO International Organization of Standardization (International Organization of Standardization) en CEN)deel. De resultaten van de workshop worden binnen GRACIOUS gebruikt voor de verdere ontwikkeling van een systematiek voor wetenschappelijk onderbouwde groepering en read-across van nanomaterialen.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Het gebruik van groepering en read-across van nanomaterialen is één van de meest veelbelovende manieren om de risico’s van het grote aantal verschillende nanomaterialen zo snel, efficiënt en proefdiervriendelijk mogelijk in kaart te kunnen brengen. De huidige beschikbare gegevens zijn echter vaak nog ontoereikend voor (brede) toepassing en wetenschappelijke onderbouwing van groepering en read-across. Met de nieuwe aanpassing van de REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals)-Bijlagen voor nanomaterialen (zie verderop in deze Signaleringsbrief: Is regelgeving klaar voor veilige innovatie met nanotechnologie?) komen in de toekomst waarschijnlijk meer van de benodigde gegevens voor het toepassen van groepering en read-across beschikbaar. Omdat er nu al een behoefte is aan een bredere toepasbaarheid van groepering en read-across, worden in het GRACIOUS project op basis van de wetenschappelijke kennis die op dit moment beschikbaar is voor een aantal specifieke effecten wetenschappelijk onderbouwde groepen gedefinieerd. Om de wetenschappelijke onderbouwing voor groepering en read-across verder vorm te geven is het belangrijk om de ontwikkelde methodologie die aan deze gedefinieerde groepen ten grondslag ligt te toetsen door deze voor een aantal voorbeelden zo ver als mogelijk uit te werken.

De publicatie van het JRC beschrijft één van de eerste studies die de ECHA Guidance voor het groeperen en read-across van nanomaterialen daadwerkelijk heeft toegepast. Daarmee laat de studie zien dat groeperen en read-across van nanomaterialen in regelgevende kaders in principe mogelijk is. Een nadeel is echter dat deze groepering voor genotoxiciteit gebaseerd is op één specifieke test in cellen waarvan niet direct duidelijk is of de uitkomsten ook voorspellend zijn voor risicobeoordeling van de mens. Daarnaast is de aangevoerde wetenschappelijke onderbouwing en de verificatie van de voorspelde uitkomsten (met data voor twee nanomaterialen) te mager om te concluderen dat deze manier van voorspellen van de toxiciteit algemeen toepasbaar is. Voor een accurate en meer algemene voorspelling van genotoxiciteit van nanodeeltjes van titaniumdioxide in de mens zijn verdere gegevens over genotoxiciteit in verschillende typen testen met menselijke cellen en ook gegevens van meer verschillende typen (titaniumdioxide) nanodeeltjes nodig. Voor een bredere toepasbaarheid van groepering en read-across wordt binnen GRACIOUS aan de wetenschappelijke onderbouwing voor een aantal groepen van nanomaterialen en gewerkt, waarbij naar verschillende effecten voor mens en milieu wordt gekeken. Hierbij wordt gebruik gemaakt van gegevens uit eerdere Europese projecten (zoals NanoReg2). De bruikbaarheid van dergelijke groepen wordt vervolgens ook getoetst voor een aantal (andere) nanomaterialen.

[1] Groeperen is het proces van het samenbrengen van stoffen in een gezamenlijke groep wanneer ze structureel vergelijkbaar zijn op basis van vergelijkbare fysisch-chemische, (eco)toxicologische en (milieu)gedragseigenschappen of die eenzelfde regulier patroon volgen. De beschrijving van de groep en het plaatsen van een stof in een groep moeten beiden wetenschappelijk goed worden onderbouwd.

[2] Read-across is het gebruik van beschikbare data over een ‘bronmateriaal’ voor het vullen van een informatiehiaat voor een ‘doelmateriaal’. Het gebruik van de data van het ‘bronmateriaal’ voor het ‘doelmateriaal’ moet wetenschappelijk goed worden onderbouwd.

[3] ECHA: Europees Agentschap voor Chemische Stoffen (European Chemicals Agency).

[4] JRC: EU Joint Research Center.

[5] Deze studie is ook ingebracht als voorbeeldstudie in het OECD-project voor geïntegreerde methoden voor testen en beoordelen.

[6] Genotoxiciteit is de schadelijkheid voor het erfelijk materiaal. Een genotoxische stof kan DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid)-moleculen beschadigen en heeft daarmee invloed op de erfelijke eigenschappen.

[7] OECD: Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling).

Het aanpassen van de REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals)-Bijlagen wordt gezien als een grote mijlpaal voor regelgeving voor nanomaterialen. Niettemin dringen EU Europese Unie (Europese Unie)-lidstaten aan op verdere maatregelen van de Commissie om veilige innovatie met nanotechnologie en ‘advanced materials’ te bereiken.

Met steun van Luxemburg en Frankrijk heeft Duitsland de “Berlin Declaration” aangeboden aan de vergadering van de Milieuraad van de Europese Raad^[1] op 9 oktober 2018.

De “Berlin Declaration” bevat de conclusies en aanbevelingen van de 12th International Nano-Authorities Dialogue. Dit is een bijeenkomst van de autoriteiten van Duitsland, Liechtenstein, Luxemburg, Oostenrijk en Zwitserland over regelgeving voor nanotechnologie en ‘advanced materials’.

De Verklaring stelt dat met het aanpassen van de REACH-Bijlagen in april 2018 een grote mijlpaal is bereikt, maar dat er meer nodig is om veilige innovatie met nanotechnologie en ‘advanced materials’ te bereiken.

De verklaring benadrukt vooral dat het belangrijk is om de OECD-testrichtlijnen voor nanomaterialen aan te passen, omdat deze de basis vormen voor de REACH Testmethodenverordening (Verordening (EG) nr. 440/2008). Duitsland heeft het initiatief genomen om een Europese samenwerking op te zetten (het Malta Initiatief), waarin momenteel 13 lidstaten samenwerken met de industrie (via brancheorganisaties), ECHA European Chemicals Agency (European Chemicals Agency)[2] en JRC Joint Research Centre (Joint Research Centre)[3] om de benodigde testmethoden zo snel mogelijk aan te passen. De Europese Commissie heeft hier budget voor beschikbaar gesteld via het H2020 onderzoeksprogramma.

Naast REACH zijn ook hiaten geïdentificeerd voor andere regelgevende kaders. Hiervoor benadrukt de “Berlin Declaration” vooral het belang van een uniforme definitie van nanomaterialen.

Om de diverse uitdagingen het hoofd te kunnen bieden, zijn voorwaarden opgesteld waarin de Europese Commissie een nadrukkelijke rol heeft gekregen:

• Gebruik van een uniforme en ondubbelzinnige definitie van nanomaterialen in alle wetgevende kaders.
• Bepalen van een basisdefinitie voor ‘advanced materials’.
• Opzetten van een regelgevingsstrategie voor ‘advanced materials’, waarin aandacht is voor stofvorming en het risico op het vrijkomen van kleine deeltjes of vezels (nano- of microschaal) die ingeademd kunnen worden en in het lichaam slecht afbreken (en dus lang als deeltje/vezel in het lichaam blijven).
• Het voortbestaan van de European Union Observatory for Nanomaterials (EUON) waarborgen, zodat gegevens uit REACH-registratiedossiers vanaf 2020 (wanneer de aangepaste informatievereisten in de REACH-Bijlagen in werking treden) in de EUON European Union Observatory for Nanomaterials (European Union Observatory for Nanomaterials) kunnen worden verzameld en op een voor burgers begrijpelijke manier beschikbaar kunnen worden.
• Ontwikkeling van relevante test- en detectiemethoden voor het implementeren van de regelgeving voor nanomaterialen (bijvoorbeeld OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation for Economic Co-operation and Development)-testrichtlijnen).
• Het (financieel) mogelijk maken van onderzoek in het veld van regelgeving.
• Ondersteuning aan MKB midden- en kleinbedrijf (midden- en kleinbedrijf)-bedrijven bij het karakteriseren van hun nanomaterialen binnen de wettelijke vereisten.

De “Berlin Declaration” is ter kennisgeving aangeboden aan de Milieuraad. De Milieuraad hoeft hierop geen formele reactie te geven, maar met het aanbieden van deze Verklaring hopen de initiatiefnemers meer (politieke) aandacht te vestigen op de genoemde acties en voorwaarden.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging:Terecht wordt aangegeven dat het aanpassen van de REACH-Bijlagen een grote mijlpaal is (deze zijn inmiddels gepubliceerd als Verordening (EU) 2018/1881). Omdat deze al per 1 januari 2020 volledig van kracht zijn, ligt er een grote uitdaging bij ECHA om tijdig Guidance te ontwikkelen om duidelijk te maken hoe de industrie hier aan kan voldoen. Een eerste stap hiertoe is gezet tijdens een bijeenkomst in november waar beoogde aanpassingen van Guidance documenten zijn bediscussieerd met experts. Niettemin is het ontbreken van goede testmethoden hierbij een potentieel struikelblok, wat het belang van het Malta Initiatief benadrukt.

Nederland ondersteunt dit Malta Initiatief daarom ook actief. Het aanpassen van OECD Testrichtlijnen vraagt echter tijd en het is dan ook niet waarschijnlijk dat alle benodigde testrichtlijnen per 1 januari 2020 vanuit OECD beschikbaar zijn. Voor karakterisering van de nanomaterialen is dit wel voldoende beschikbaar. In de nieuwe REACH-Bijlagen zijn naast de gebruikelijke chemische identificatie van stoffen, additionele gegevens over deeltjesgrootte, vorm, specifiek oppervlakte en oppervlaktechemie vereist. Hiervoor zijn nu al methoden beschikbaar als ISO-standaarden.

Met het oog op de snelle ontwikkelingen in het veld, ziet het RIVM ook het belang van uitbreiding van de focus naar “advanced materials”, zoals de groter wordende overlap tussen nanotechnologie en biotechnologie (zie ook de Kruisbestuiving tussen nano- en biotechnologie vraagt om proactieve veiligheidsaanpak). De “Berlin Declaration” voorziet een sleutelrol voor de Europese Commissie in het realiseren van de aanbevelingen. Het RIVM is het hiermee eens, maar ziet ook een rol voor de lidstaten, onder andere in het stimuleren van de ontwikkeling van testrichtlijnen en het ondersteunen van MKB-bedrijven.

[1] De Milieuraad is verantwoordelijk voor het milieubeleid van de EU en bestaat uit de ministers die verantwoordelijk zijn voor aangelegenheden die specifiek met het milieu te maken hebben. Meer informatie is hier beschikbaar: https://www.consilium.europa.eu/nl/council-eu/configurations/env/.

[2] ECHA: Europees Agentschap voor Chemische Stoffen (European Chemicals Agency).

[3] JRC: EU Joint Research Center.

Bionanotechnologie is een relatief nieuwe wetenschappelijke ontwikkeling die nano- en biotechnologie verbindt. Deze technologie richt zich meer en meer op het ontwikkelen van concrete toepassingen. Hierbij is de aandacht voor veiligheid vooralsnog beperkt. RIVM pleit daarom voor een Safe-by-Design aanpak, waarin vroegtijdig met ongewenste effecten rekening wordt gehouden.

Er vindt steeds meer kruisbestuiving plaats tussen nano- en biotechnologie. Hierbij is een verschuiving van puur wetenschappelijk onderzoek naar meer toepassingsgericht onderzoek te zien. Dit blijkt uit een overzicht van de ontwikkelingen van de afgelopen 25 jaar dat de OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation for Economic Co-operation and Development)^[1] heeft gepubliceerd. Voor het overzicht is informatie over aangevraagde patenten gebruikt en is er met speciale software gezocht naar trends in zoektermen en veelgebruikte termen in de titels van wetenschappelijke publicaties. De stijging in het aantal patentaanvragen in de tijd wordt vooral toegeschreven aan het groeiende aantal universiteiten dat hun kennis probeert om te zetten in commerciële toepassingen.

Deze bevindingen komen overeen met de conclusies uit het recente rapport ‘Bionanotechnologie – een verkenning’ van het RIVM, waarin toepassingen op het grensvlak van biologie en nanotechnologie nader verkend zijn. Nanotechnologie wordt hier toegepast om met biologische moleculen zoals eiwitten, DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) en RNA ribonucleic acid (ribonucleic acid)-strengen, nieuwe twee- en driedimensionale structuren van nanoformaat te ontwerpen en te maken. De technologie kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een medicijn in te pakken in een doosje van DNA-moleculen, dat op een specifieke plaats en bij specifieke omstandigheden in het lichaam wordt geopend. De vernieuwing zit vooral in het nauwkeurig kunnen ontwerpen en maken van ingewikkelde nanostructuren van de gewenste driedimensionale vorm en grootte. Het is tevens mogelijk weer andere stoffen of deeltjes te koppelen aan de bionanostructuur. Daarnaast kunnen nieuwe, nog niet-bestaande eiwitten worden ontworpen door de volgorde van de bouwstenen van de eiwitten, de aminozuren, aan te passen.

In het RIVM-rapport wordt beschreven dat vóórdat deze structuren commercieel toepasbaar worden, het van belang is om aandacht te hebben voor het tijdig signaleren en voorkomen van ongewenste gezondheids- en milieueffecten. Een eerste screening laat zien dat bionanostructuren, of onderdelen daarvan, immuunreacties en andere nadelige effecten in de mens kunnen oproepen. Deze lijken niet automatisch te worden afgedekt door de huidige wetgeving voor stoffen (REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals)) en producten (zoals cosmetica en biociden). De nadruk in het veld ligt momenteel op de technologische kant van de ontwikkeling van toepassingen en er is weinig aandacht voor mogelijk nadelige effecten. Een Safe-by-Design aanpak wordt door het RIVM genoemd om tijdig ongewenste effecten te signaleren en te voorkomen. De genoemde mogelijke risico’s bieden hiervoor aangrijpingspunten.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Over het steeds meer samenkomen van nanotechnologie, biotechnologie, informatietechnologie en cognitieve wetenschappen, ook wel NBIC-convergentie genoemd, wordt wereldwijd al tientallen jaren gesproken. Het onderzoek gaat steeds meer richting het ontwikkelen van toepassingen. De hier beschreven publicaties gaan vooral over de convergentie van de velden nanotechnologie en biotechnologie. Om als samenleving optimaal te kunnen profiteren van deze innovaties is een proactieve houding over mogelijke gezondheids- en milieurisico’s van belang. Dit kan door in een vroeg stadium van de ontwikkeling van een nieuw product expliciete aandacht te hebben voor veiligheid en duurzaamheid. De bionanotoepassingen zouden een mooie en uitdagende casus kunnen zijn voor het inzetten van het Safe-by-Design-concept.

[1] OECD: Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling).

Bescherming tegen uv ultraviolet (ultraviolet)-straling is belangrijk voor de mens. Huidige uv-filters in zonnebrandcrème kunnen echter nadelige effecten hebben voor mens en milieu. Veiliger alternatieven zijn dus gewenst.

Zonnebrandproducten zijn recent in verband gebracht met de afbraak van koraalriffen in toeristische gebieden zoals Hawaï. Deze zomer heeft Hawaï als eerste Amerikaanse staat een wetsvoorstel ingediend om de verkoop van zonnebrandmiddelen met bekende schadelijke chemicaliën voor het milieu zoals oxybenzon te verbieden. Deze chemicaliën kunnen in direct contact met de huid ook mogelijk gezondheidsschade veroorzaken.

Om problemen met schadelijke uv-filters voor mens en milieu te vermijden, hebben onderzoekers van het Debye Institute for Nanomaterials Science (onderdeel van de Universiteit Utrecht) een nieuwe bio-gebaseerde technologie ontwikkeld. De onderzoekers gebruikten twee soorten natuurlijke polymeren om biologisch afbreekbare nanodeeltjes te maken die uv-absorberende plantenextracten bevatten. Het vervangen van de huidige chemicaliën door plantenextracten is potentieel veiliger voor de mens en milieuvriendelijker.

De onderzoekers zagen dat het inkapselen van verschillende plantenextracten kan zorgen voor uv-bescherming over het gehele uv-spectrum – een essentiële eigenschap van zonnebrandmiddelen. Bovendien toonden de onderzoekers aan dat het mogelijk is om met deze technologie transparante coatings te maken, wat voor sommige consumenten wenselijk is, omdat zij liever geen witte sporen zonnebrandcrème op hun huid willen.

Amerikaanse onderzoekers kwamen met een ander alternatief, namelijk een nanodeeltje met de eigenschappen van melanine. Melanine wordt geproduceerd door gespecialiseerde huidcellen (melanocyten genoemd) en verplaatst zich vervolgens naar de huidcellen van de opperhuid. Daar hoopt het zich op rond de celkern en beschermt het DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) van de cel door schadelijke uv-straling weg te vangen. Deze ophoping van melanine in de huid is de oorzaak van het “bruin worden” in de zon. Deze kunstmatige vorm van melanine heeft dezelfde eigenschappen als natuurlijke melanine. Celtesten laten zien dat deze nanodeeltjes zich op dezelfde manier door de huid verplaatsen en ophopen als natuurlijk melanine. Ze bleken ook bescherming te bieden tegen uv-straling. Het onderzoek richtte zich op toepassing in behandeling van huidaandoeningen, maar in verschillende media werd ook een mogelijke toepassing als natuurlijke uv-filter in zonnebrandcrème gepresenteerd met koppen als “revolutionaire nieuwe zonnebrandcrème” en “de ultieme natuurlijke zonnebrandcrème”. Of het deeltje ook daadwerkelijk geschikt is als uv-filter in zonnebrand, moet nog verder onderzocht worden.

Verder onderzoek is nodig om de effecten van deze nieuwe technologieën goed te bestuderen, maar de onderzoekers denken dat hun onderzoek een oplossing biedt voor veel van de milieu- en gezondheidsproblemen van huidige zonnebrandmiddelen. Bovendien hopen ze verder onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe, groenere technologieën voor bescherming tegen uv-straling te stimuleren.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Bovenstaande ontwikkelingen zijn belangrijk om in de toekomst alternatieven te hebben voor ongewenste (milieu)effecten in zonnebrandmiddelen. In het verleden is gebleken dat het vervangen van organische stoffen in zonnebrandcrème door nanomaterialen van zinkoxide (nano-ZnO) en/of titaniumdioxide (nano-TiO₂) leidt tot een betere bescherming van de menselijke huid tegen uv-straling. Aan de andere kant kunnen deze uv-filters mogelijk schadelijke effecten in het milieu veroorzaken. Amerikaanse onderzoekers hebben dit onlangs aangetoond in een studie naar de vergelijking van de mogelijke milieueffecten van nano-ZnO en nano-TiO₂ en een aantal organische uv-filters, waaronder oxybenzon. Omdat bescherming tegen uv-straling erg belangrijk blijft voor de mens, is het nodig om zonnebrandmiddelen veiliger te maken, zodat consumenten ze kunnen blijven gebruiken zonder nadelige gezondheidseffecten of potentiele schade aan het milieu. De resultaten van bovenstaande onderzoeken naar alternatieven zijn een eerste stap in de ontwikkeling van veiliger en milieuvriendelijker zonnebrandmiddelen met behulp van nanotechnologie met plantenextracten en kunstmatig melanine. Er moet echter nog wel een aantal stappen gemaakt worden om van de nieuw ontwikkelde nanodeeltjes te komen naar een product dat op de markt kan komen. Voor beide technologieën is verdere standaardisatie belangrijk, zodat er geen grote verschillen tussen ontwikkelde batches van zonnebrandmiddelen ontstaan. Dit is lastiger te realiseren voor een uv-filter op basis van een plantenextract dat uit een mengsel van stoffen bestaat dan voor een enkele chemische stof. Verschillen tussen batches kunnen mogelijk leiden tot verschillen in werking of potentiele risico’s. Hierbij moeten ook de potentiele milieurisico’s van alternatieven beoordeeld worden. Het feit dat het deeltje veel lijkt op een natuurlijk deeltje geeft geen garantie op afwezigheid van effecten in het milieu. Dit is een aspect dat eerst nader onderzocht zal moeten worden voordat een dergelijke toepassing op de markt kan komen.

Het geheugen van ratten kan blijvend worden aangetast door zilver nanodeeltjes in voedsel. Zulke zilver nanodeeltjes zijn in Europa alleen toegestaan voor uitwendig gebruik.

Blootstelling van (jong)volwassen ratten aan zilver nanodeeltjes laat een verslechtering van de functie van het korte- en lange termijn geheugen zien. Zilver nanodeeltjes worden vanwege o.a. hun antibacteriële werking toegepast in diverse producten variërend van schoonmaakmiddelen, speelgoed en textiel tot voedingssupplementen, hoewel het in deze laatste categorie niet is toegestaan. Mensen komen daarom vanuit verschillende compartimenten (o.a. voeding, lucht, drinkwater) en via verschillende routes (voornamelijk oraal of via de huid) in contact met deze deeltjes. De onderzoekers hebben een gerichte gedragstest uitgevoerd om te onderzoeken of orale blootstelling van ratten gedurende 28 dagen aan 1 mg/kg kilogram (kilogram) of 30 mg/kg lichaamsgewicht van deze zilver nanodeeltjes een effect heeft op leer- en geheugenfuncties. Daarnaast is ín de hersenen van de geteste dieren gezocht naar aanwezigheid van zilver nanodeeltjes. De gebruikte doseringen in deze studie zijn laag. In andere rattenstudies bleek 30 mg/kg lichaamsgewicht de laagste dosering te zijn waarbij geen schadelijke effecten op de lever worden gevonden.

De belangrijkste resultaten van het onderzoek laten zien dat zowel het korte- als langetermijngeheugen in de dieren blijvend aangetast wordt bij beide doseringen. De dieren zijn daardoor veel minder in staat om zich te oriënteren in een ruimte. De onderzoekers hebben in verschillende hersengebieden gezocht naar de aanwezigheid van zilver en of dit aanwezig was in de vorm van nanodeeltjes. Uit de resultaten blijkt dat bij hogere blootstelling aan zilver nanodeeltjes meer zilver in de hersenen terecht komt. Ondanks de toepassing van de nieuwste detectietechnologie is niet duidelijk of het aanwezige zilver nog in de vorm van (nano)deeltjes is.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Dit onderzoek levert belangrijke informatie over mogelijke effecten van blootstelling aan zilver nanodeeltjes die oraal het lichaam binnenkomen. Colloïdaal zilver – dat ook deeltjes op nanometerschaal bevat – mag sinds 2002 niet worden gebruikt in voedingssupplementen of worden toegevoegd als mineraal in voedingsmiddelen. Colloïdaal zilver staat namelijk niet op de lijst met toegestane mineraalverbindingen die in voedingssupplementen mogen worden gebruik (bijlage II van Verordening 2002/46) of als mineraal aan levensmiddelen mogen worden toegevoegd (bijlage II van Verordening 1925/2006). Het mag enkel uitwendig gebruikt worden en niet inwendig. Toch adviseren sommige websites en winkels nog om zilverwater in te nemen en zijn er mensen die het drinken. Hier is onlangs aandacht aan besteed in een televisie-uitzending van Radar.

De Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA Europese Voedselveiligheidsautoriteit (Europese Voedselveiligheidsautoriteit)) heeft recent op verzoek van de Europese Commissie de veiligheid en biobeschikbaarheid van “zilver hydrosol” voor gebruik in voedingssupplementen opnieuw beoordeeld, en net als in 2008 geconcludeerd dat er onvoldoende data waren om dit te beoordelen: Volgens EFSA is: "Het gebruik van zilver hydrosol in voedingssupplementen verboden, omdat niet met zekerheid gezegd kan worden dat inwendig gebruik veilig is".

Inwendig gebruik van nanozilver via voedingssupplementen kan mogelijk permanente veranderingen veroorzaken in de hersengebieden die betrokken zijn bij leren en geheugen. Of deze effecten inderdaad in de mens op zullen treden is afhankelijk van de dosering en de daaruit volgende concentratie zilver in de hersenen. De gebruikte dosering in de rattenstudie is lastig te vertalen naar een dosering waarbij effecten kunnen optreden in de mens. Hiervoor ontbreekt informatie over hoe nanozilverdeeltjes zich in een mensenlichaam verspreiden, hoeveel er in de hersenen terecht komt en hoe snel ze worden uitgescheiden.

Nieuwe, complexe nanomaterialen bieden kansen op tal van gebieden, waaronder medische en consumententoepassingen, maar ook ten behoeve van energietransitie. Huidige beoordelingsmethoden zijn echter onvoldoende geschikt om de schadelijkheid van complexe nanomaterialen vast te stellen. Extra aandacht voor mengseleffecten is dus belangrijk, bij voorkeur al vroeg in de ontwikkelingsfase.

Op dit moment is er een duidelijke verschuiving van de ontwikkeling en het gebruik van relatief eenvoudige nanomaterialen naar meer complexe materialen die bestaan uit meerdere bestanddelen. De toepassingen van deze meer complexe materialen zijn veelbelovend op verschillende gebieden. Niettemin roepen ze ook de vraag op of huidige wetgeving mogelijk risico’s voldoende kan ondervangen. Huidige wetgeving gaat immers vaak uit van beoordeling van enkelvoudige chemicaliën.

Een klassiek voorbeeld van complexe materialen zijn kwantumdots^[1], die vaak ontwikkeld worden vanwege hun unieke elektrische en optische eigenschappen. Vaak bestaan kwantumdots uit een combinatie van twee chemische elementen, zoals bijvoorbeeld cadmium en zwavel (cadmiumsulfide kwantumdots). Het gebruik van het giftige cadmium in deze kwantumdots is echter ongewenst en voedde de zoektocht naar andere, veiliger materialen.

Ook voor andere toepassingen worden complexe nanodeeltjes met nieuwe eigenschappen ontwikkeld, waaronder medische en consumententoepassingen, maar ook als onderdeel van materialen die een rol spelen in de energietransitie. Een voorbeeld van een dergelijke toepassing is een recent ontwikkeld nanodeeltje dat bestaat uit een kern van indium en fosfor (indiumfosfide) terwijl het deeltje bedekt is met een dun laagje zinksulfide met daar bovenop nog eens aparte sulfidemoleculen. De ontwikkelaars van dit complexe deeltje claimen dat dit deeltje niet alleen milieuvriendelijk is (de onderdelen worden niet toxisch geacht), maar ook in staat om brandstof (waterstof) te produceren uit zonlicht en water. Bovendien geven de indiumfosfide deeltjes een hogere waterstofproductie dan meer klassieke kwantumdots. De ontwikkelaars hebben hiermee de potentie om een belangrijke rol te spelen in de transitie naar een op waterstof gebaseerde economie.

Een ander voorbeeld van een nieuw-ontwikkeld samengesteld nanomateriaal dat een rol kan spelen bij grondstofproductie is een nanodeeltje dat bestaat uit goud en dat omhuld is met 18 glutathionmoleculen. Glutathion is een van nature in het menselijk lichaam aanwezige stof die werkt als antioxidant^[2]. Dit samengestelde nanodeeltje kan door bacteriën worden opgegeten en gaat dan in de bacterie fungeren als elektronenbron, waardoor de bacterie in staat is om koolzuur met behulp van zonlicht om te zetten in onder andere azijnzuur. Het gevormde azijnzuur kan vervolgens omgezet worden in allerlei andere hoogwaardige koolstofverbindingen die verder opgewerkt kunnen worden tot bijvoorbeeld brandstof. Het nanodeeltje bleek bovendien de levensduur van de bacteriecellen ten goede te komen.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Dergelijke toepassingen zijn uiteraard veelbelovend en wellicht ook noodzakelijk in de huidige ontwikkelingen in energietransitie. Niettemin lijkt er niet altijd veel aandacht voor hun mogelijke risico’s te zijn en roepen ze ook de vraag op of huidige wetgeving dergelijke risico’s voldoende kan ondervangen. De aandacht in regelgeving voor nanodeeltjes richt zich op dit moment nog op ‘klassieke’ nanomaterialen die relatief eenvoudig van samenstelling zijn. Daarnaast is de huidige chemicaliënwetgeving REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals)  gericht op individuele stoffen, wat het lastig maakt om mogelijke mengseleffecten op te sporen. Bij mengseleffecten kan een schadelijk effect van een stof soms worden versterkt door aanwezigheid van een andere stof, maar verzwakken van effecten kan ook voorkomen. Ook voor nieuwe nanobiotechnologische ontwikkelingen (zie ook Kruisbestuiving tussen nano- en biotechnologie vraagt om proactieve veiligheidsaanpak elders in deze Signaleringsbrief) blijken gesignaleerde effecten niet automatisch ‘opgepakt’ te worden door de relevante wetgeving over stoffen (REACH) en producten (zoals cosmetica en biociden). Methoden zoals die nu worden gebruikt om stoffen op schadelijkheid te testen, zijn naar verwachting onvoldoende geschikt om schadelijkheid van complexe nanomaterialen vast te stellen. Het is dan ook noodzakelijk om al in een vroegtijdig stadium oog te hebben voor de vraag waar de huidige wetgeving, risicobeoordelingsmethodieken en de onderliggende protocollen mogelijk tekort schieten en moeten worden aangepast. Is er bijvoorbeeld meer aandacht nodig voor mengseltoxiciteit, of dienen wellicht de complexe nanomaterialen zelf getest te worden en niet (alleen) de afzonderlijke onderdelen? Mogelijk dat op grond hiervan een nieuwe benadering van de problematiek noodzakelijk is, die niet op voorhand uitgaat van (aanpassing van) bestaande wetgeving en/of risicobeoordelingsmethodieken. Daarbij valt bijvoorbeeld te denken aan Safe-by-design, waarbij ontwikkelaars en ontwerpers vroeg in het ontwerpproces ook veiligheid voor mens en milieu als waarde meenemen.

[1] Kwantumdots zijn kleine nanodeeltjes (doorsnede van een paar nanometer) van halfgeleiders, met optische en elektronische eigenschappen die afwijken van die van grotere deeltjes.

[2] Antioxidanten gaan oxidatie tegen en beschermen weefsels en het DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) in cellen tegen reactieve zuurstofverbindingen. Deze stoffen kunnen schade veroorzaken aan cellen en weefsels. Wanneer ze schade veroorzaken, noemen we dat oxidatieve stress.