Synteettisten nanomateriaalien turvallisuustestaus laahaa edelleen pahasti tuotekehityksen jäljessä. Systemaattista turvallisuustietoa on vain kourallisesta aineita.

En ole kovin huolissani siitä, että synteettisistä nanomateriaaleista paljastuisi suuria, toistaiseksi tuntemattomia uhkia ihmisten terveydelle. Mutu-tuntuma ei kuitenkaan riitä, vaan tarvitaan keinoja arvioida nanomateriaalien terveysriskejä, sanoo tutkimusprofessori Kai Savolainen Työterveyslaitoksen nanoturvallisuuskeskuksesta.

Savolainen arvioi, että vain pieni osa synteettisistä nanomateriaaleista on ihmiselle haitallisia.

- Ongelmana on se, ettemme tiedä mitkä, eikä turvallisuuden arvioimiseksikaan ole vielä hyviä keinoja.

Nanoturvallisuuden tutkimus on yhä lapsenkengissä - parhaillaan kehitetään mittareita, joilla pystyttäisiin esimerkiksi ylipäätään arvioimaan altistumista synteettisille nanohiukkasille.

- Tällä hetkellä synteettisten nanohiukkasten vaikutusten arviointi on hidasta, vaikeaa ja epävarmaa. Testausmenetelmiä pitäisi kehittää nopeammiksi ja tehokkaammiksi.

Nanohiukkanen pääsee soluun

Se tiedetään, että materiaalien ominaisuudet muuttuvat, kun hiukkaskokoa pienennetään. Tätä ominaisuutta käytetään hyväksi nanoteknologisissa sovelluksissa. Myös nanomateriaalien vaikutukset ihmisen elimistössä ovat monesti erilaisia kuin saman materiaalin isommilla hiukkasilla.

- Nanohiukkasilla on laaja pinta-ala suhteessa massaan. Elimistössä nanohiukkaset päällystyvät helposti muilla aineilla - ne reagoivat esimerkiksi proteiinien, rasvojen ja sokereiden kanssa.

Monet nanohiukkaset pääsevät elimistössä solujen sisään pienen kokonsa takia. Toinen syy on, että nanohiukkasen päälle kerääntynyt aine hämää solua. Proteiineilla ja muilla molekyyleillä päällystyminen aiheuttaa lisähaasteita synteettisten nanohiukkasten vaikutusten arvioinnille.

- Nanopartikkelit voivat aiheuttaa erilaisia vasteita solussa riippuen siitä, millä niiden pinta on peittynyt.

Niinpä nanohiukkasten vaikutusten arviointiin ei riitä vain vaikkapa ilman nanohiukkaspitoisuuden mittaaminen, vaan pitää tietää, mihin nanohiukkanen reagoi elimistössä.

Solukokeita on tehty paljon, mutta ne kertovat vain vähän aineiden toksisuudesta.

- Eläinkokeilla saadaan melko luotettavia tuloksia.

Kuluttajien riskit eivät ole suuret

Savolaisen mukaan nanohiukkasten kulkureittejä ja vaikutusta elimistössä ei tunneta vielä kovin hyvin. Keuhkoaltistusta pidetään suurimpana ongelmana erityisesti työympäristössä.

- Keuhkojen kautta nanohiukkaset pääsevät helposti elimistöön. Iho sen sijaan suojaa kohtuullisen hyvin nanohiukkasilta.

Nanomateriaalien tuotantoon osallistuvilla työntekijöillä on suurin riski altistua nanohiukkasille haitallisessa määrin. Savolainen arvioi, etteivät kuluttajien riskit ole kovin suuret.

- Useimmissa kuluttajatuotteissa nanoteknologian hyödyt voittavat mahdolliset haitat. Tällaisia tuotteita ovat esimerkiksi aurinkovoiteet sekä lääketieteelliset sovellukset, kuten rokotteet ja nanolääkkeet, ja lukuisat teolliset sovellukset, kuten erilaiset pinnat, elektroniikka, pakkaukset tai vaikkapa kännykät.

Nanomateriaalien ympäristövaikutukset ovat vielä hämärän peitossa. Vaikkapa kännykässä käytetyt nanomateriaalit voivat olla kuluttajan kannalta turvallisia, mutta mihin ne joutuvat kun kännykästä tulee romua?

Vain kourallisesta aineita on systemaattista turvallisuustietoa. Haitoista tiedetään esimerkiksi, että tietyt jäykät moniseinäiset hiilinanoputket voivat aiheuttaa mesotelioomia rottien ja hiirien vatsaonteloissa. Lisäksi tiedetään, että nanokokoinen titaanioksidi voi hengitettynä aiheuttaa keuhkotulehdusta ja keuhkojen arpeutumista. Verenkierrossa titaanioksidihiukkaset kertyvät hiussuonten seinämiin ja ahtauttavat suonia tulehdussolujen kertyessä verisuonen seinämään. On myös viitteitä siitä, että eräät synteettiset nanohiukkaset, kuten titaanioksidi tai tietyt hiilinanoputket, voivat vaurioittaa perimää.

Nanohiukkaset voivat myös päästä aivoihin. Koe-eläimillä on todettu synteettisten mangaanioksidihiukkasten pääsevän nenäontelon hajuepiteelin kautta etuaivojen alaosassa sijaitsevaan hajukäämiin. Ei ole kuitenkaan havaittu, että nanohiukkaset pystyisivät läpäisemään veri-aivoesteen.

- En muista, että viranomaiset olisivat toistaiseksi kieltäneet yhtään nanomateriaalia. Yhdessä tapauksessa yritys veti markkinoilta materiaalin, jonka oli havaittu aiheuttavan haittoja.

Tilanne säätelyn osalta on sekava

Nanohiukkasten tuotantoa ja käyttöä säätelevät kemikaalialtistuksia varten kehitetyt lait ja säädökset. Ne ovat kuitenkin suurelta osin riittämättömiä nanohiukkasten turvallisuuden arviointiin. Esimerkiksi kemikaaleja säätelevä EU:n REACH-asetus on tehty 2000-luvun vaihteessa, eikä siinä vielä osattu ottaa nanoturvallisuutta kovin hyvin huomioon.

- Sääntely kehittyy koko ajan ja REACH-asetusta uudistetaan. Tällä hetkellä tilanne EU:ssa on silti jokseenkin sekava.

Tilanne kuitenkin paranee - hitaasti. Nanoturvallisuuskeskus johtaa EU-hanketta, jossa kehitetään nanomateriaalien turvallisuusluokittelijaa. Tarkoitus on kerätä suuri määrä nanomateriaalien käyttäytymiseen liittyvää tietoa erilaisia omiikkoja käyttäen ja yhdistää näin saatu tieto toksisuustutkimusten tuloksiin.

- Luokittelijan avulla voitaisiin tunnistaa sellaiset materiaalin ominaisuudet, jotka liittyvät haittavaikutuksiin.

Tavoitteena on tilanne, jossa valmistajia voitaisiin pyytää toimittamaan tarvittavat biologiset tiedot uudesta nanomateriaalista ja tietojen perusteella materiaalin haitallisuus voitaisiin arvioida luotettavasti.

Savolaisen arvion mukaan hankkeen tulokset voisivat olla käytössä aikaisintaan 2018.

- Käytännössä kestää kuitenkin varmasti lähemmäs vuotta 2030 ennen kuin nanomateriaalien riskejä päästään arvioimaan tehokkailla, nopeilla ja huokeilla menetelmillä.

Teollisuus avainasemassa

Savolaisen mukaan nanoturvallisuus saadaan ajan tasalle parhaiten, jos teollisuus saadaan ymmärtämään, että turvallisuus on sen ydinbisnestä.

- Nyt jo näkyy, että puutteet nanoturvallisuuden tutkimuksessa heijastuvat nanoteknologiaa hyödyntävien yritysten toimintaan. Kun turvallisuustietoa ei ole, yritykset eivät uskalla investoida eivätkä kuluttajat ostaa.

Savolaisen mukaan asenteet teollisuudessa ovat muuttumassa.

- Vajaa kymmenen vuotta sitten suhtautuminen oli melkein vihamielistä, nyt meiltä jo onneksi kysytään neuvoa.

Kuluttajien pelot nanomateriaaleja kohtaan ovat Savolaisen mukaan osin ylimitoitettuja. Kuluttajien ääntä on kuitenkin kuunneltava.

- Kun oikeaa tietoa ei ole saatavilla, ei ole ihme, että liikkeelle pääsee harhaanjohtavaa tietoa.

Keski-Euroopassa nanoturvallisuuden tutkimus on viime vuosina saanut enemmän rahoitusta ja painoarvoa. Savolainen arvioi, että taustalla on nimenomaan kansalaisten huoli ja kiinnostus.

- Suomessa sellaista painetta ei ole vielä ollut.

Lähteenä on Savolaisen haastattelun lisäksi käytetty mm. Kai Savolaisen ja Harri Vainion Duodecim-lehdessä (11/2011) julkaistua katsausta ja Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan esiselvitystä nanomateriaalien mahdollisuuksista ja riskeistä vuodelta 2008.

Nanomateriaaleja on satoja tuhansia

Erilaisia synteettisiä nanomateriaaleja on Kai Savolaisen arvion mukaan kehitetty joitakin satoja tuhansia.

- Kaupallisesti merkittäviä on arviolta alle 200.

Nanoteknologinen teollisuus kasvaa hurjaa vauhtia. Suomalaisten nanoteknologiaa hyödyntävien yritysten liikevaihdon ennustetaan kasvavan ensi vuoteen mennessä 1,2 miljardiin euroon.

Nanoteknologia tarjoaa suuria mahdollisuuksia monella alalla.

- Sitä kehitystä ei pitäisi jarruttaa jättämällä turvallisuus hunningolle.

Nanohiukkasiin pätevät kvanttifysiikan lait

Nanohiukkasen yksi tai useampi halkaisija on 1-100 nm.

Nanokokoiset hiukkaset käyttäytyvät kvanttifysiikan lakien mukaan.

Ympäristömme on täynnä myös luonnollisia nanokokoisia hiukkasia, kuten viruksia, vulkaanisia hiukkasia ja autojen pakokaasupäästöjen hiilipitoisia nanohiukkasia.