So sieht Graphenpulver in einer Petrischale aus. Das Material kann im Nanobereich vielseitig eingesetzt werden - doch ist es risikofrei? Damit beschäftigen sich die Forscher der Studie. (Quelle: RHJ über Adobe Stock)

Graphen ist das aktuelle Material der Stunde. Bereits in der Vergangenheit haben wir darüber berichtet, wie Graphen-Halbleiter die Effektivität von Mikrochips erhöhen könnten oder warum Wissenschaftler Graphen-Beton in den Gebäuden der Zukunft einsetzen wollen.

Graphen spielt nicht nur für unsere Elektronik, sondern auch in unserer Kleidung, bei Farben und sogar in der Wasseraufbereitung eine Rolle. Laut der University of Edinburgh wird mit Graphen sogar an einer Therapiemethode für Krebs geforscht.

Die entscheidende Frage bei all den wundersamen Einsatzgebieten: Wie schädlich ist dieses Material für uns Menschen? Damit haben sich einige Wissenschaftler in einer ersten klinischen Studie vom 16. Februar 2024 beschäftigt.

Kleine Probandengruppe lässt erste Vermutungen zu

Nanomaterialien wie Graphen sind sehr vielversprechend, aber wir müssen sicherstellen, dass sie auf sichere Weise hergestellt werden, bevor sie in größerem Umfang in unserem Leben eingesetzt werden können.

Das sagt Dr. Mark Miller aus dem Zentrum für kardiovaskuläre Wissenschaft der oben genannten Universität Edinburgh. Er ist einer der Autoren der Studie.

Diese erschien im Magazin Nature und ist die erste ihrer Art. Mit einer Probandengruppe von 14 Personen ist es zwar schwierig, eine endgültige Antwort zu finden – fairerweise ist es aber verständlich, dass man am Anfang nur wenige Personen einem potenziellen Gesundheitsrisiko aussetzen will.

So lief der Test ab: Die Probanden atmeten über 2 Stunden lang durch eine Gesichtsmaske Graphen-Staub ein und wurden dabei medizinisch überwacht.

Die Forscher haben dabei die Auswirkungen auf die Lungenfunktion, den Blutdruck, die Blutgerinnung und die Entzündung im Blut gemessen. Dieser Test wurde nach einigen Wochen wiederholt – diesmal mit anderen Teilchengrößen von Graphenoxid.

Das Ergebnis: Das Einatmen der Graphenteilchen wirkte sich nicht negativ auf die Lungenfunktion, den Blutdruck und weitere, untersuchte Parameter aus.

Jedoch gab es Hinweise darauf, dass die Inhalation des Materials die Blutgerinnung beeinflussen könnte. Allerdings schrieben die Forscher, dass dieser Effekt sehr gering war.

Das Besondere der Studie: Die Sicherheit der Studie war den Forschenden sehr wichtig. So schreibt einer der Co-Autoren:

Wir haben mehr als 10 Jahre gebraucht, um das Wissen für diese Forschung zu entwickeln, und zwar in Bezug auf die Material- und Biowissenschaften, aber auch in Bezug auf die klinische Fähigkeit, solche kontrollierten Studien sicher durchzuführen, indem wir einige der weltweit führenden Experten auf diesem Gebiet zusammengebracht haben.

Professor Kostas Kostarelos von der Universität von Manchester und des Katalanischen Instituts für Nanowissenschaften und Nanotechnologie in Barcelona.

Jedoch betonten die Forscher einige Schwächen ihrer Untersuchungen. So dauerte die Studie jeweils nur 2 Stunden. Laut ScienceAlert ist das zu kurz für den Körper, um mit möglichen Entzündungen darauf zu reagieren.

Außerdem reichen 14 Probanden kaum aus, um eine finale Antwort für eine größere Skalierung liefern zu können. Aber es ist ein erster Schritt, um die Frage unserer Sicherheit zu klären.

Zukunftsausblick: In einer Folgestudie möchten die Forscher verschiedene Formen von Graphen testen und die Probanden diesem Material über einen längeren Zeitraum aussetzen. Es bleibt also spannend.

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Darum sind solche Materialtests wichtig

Ein Wundermaterial der Vergangenheit war Asbest. Durch seine Feuerfestigkeit wurde es oft als Isolationsmaterial verwendet. Jahre später stellte sich heraus, dass die feinen Fasern von Asbest beim Einatmen große, gesundheitliche Schäden anrichten.

Laut Verbraucherzentrale können Asbestteilchen Krebs verursachen. Es ist also wichtig, dass auch neuere Nanomaterialien wie Graphen hier strengen Tests unterzogen werden, damit sich die Fehler der Vergangenheit nicht wiederholen.