9 VRAGEN OVER NANOTECHNOLOGIE

19 Aug

Door met medicijnen gevulde vetbolletjes in een tumor te laten ontploffen, werkt chemotherapie beter en geeft het minder bijwerkingen. Zo’n ‘chemobom’ is één van de medische toepassingen van nanotechnologie.

Wat is nanotechnologie precies?

Nano komt van het Griekse woord nanos, dat ‘dwerg’ betekent. Nanotechnologie maakt het mogelijk om het allerkleinste niveau, dat van moleculen en atomen, materialen te onderzoeken, uit elkaar te halen en eventueel op een andere manier op te bouwen. Simpel gezegd: door op een slimme manier gebruik te maken van de bouwstenen van de natuur, kunnen wetenschappers kleinere of zelfs heel nieuwe producten en toepassingen maken.

Hoe klein is klein?

Een nanometer is 0,000000001 meter, oftewel: een miljardste meter. Een muntstukje van tien eurocent is twintig miljoen nanometer groot. Een speldenknop is anderhalf miljoen nanometer. Een menselijke haar honderdduizend nanometer. En je vingernagels groeien vijf à tien nanometer per minuut. Om materialen op nanoniveau te zien en te bewerken, heb je een speciaal soort microscoop nodig.

Wat kun je met nanotechnologie, wat met traditionele technologie niet lukt?

Het feit dat onderzoekers (dode en levende) materialen tot op het niveau van moleculen en atomen kunnen uitpluizen, helpt ze om te begrijpen hoe dingen werken. Neem het blad van een lotusbloem, waar water en vuil vanaf glijden zonder sporen achter te laten. Met behulp van nanotechnologie heeft men ontdekt hoe zo’n blad in elkaar zit. Vervolgens hebben wetenschappers die kennis gebruikt om zelfreinigende ramen te maken.

Op een vergelijkbare manier geeft nanotechnologie steeds meer informatie over hoe het menselijk lichaam functioneert. Virussen of foutjes in het DNA die ziektes veroorzaken, spelen zich allemaal af op nanoniveau. Als ze snappen wat daar gebeurt, kunnen artsen er beter wat aan doen.

Maar er is meer. Met behulp van nanotechnologie is het mogelijk bestaande producten kleiner en efficiënter maken. Mobiele telefoons en computers, maar ook medische apparatuur: ze zitten allemaal vol chips op nanoniveau. Nanotechnologie zorgt er bijvoorbeeld ook voor, dat zonnepanelen of accu’s voor elektrische auto’s in de toekomst meer energie tegen lagere kosten kunnen leveren.

Het meest bijzondere is wel dat, door materialen op nanoniveau opnieuw te rangschikken, ze zich op een andere manier gaan gedragen. Dat geeft wetenschappers de mogelijkheid om nieuwe materialen te creëren, met eigenschappen die in de natuur niet voorkomen. Door atomen uit houtskool op te rollen als een rol kippengaas, ontstaan er bijvoorbeeld minuscule ‘buisjes’ die niet alleen licht en buigzaam zijn, maar ook honderd keer sterker zijn dan staal. Zulke kunstmatige buisjes worden bijvoorbeeld al gebruikt in tennisrackets en autobumpers.

Zijn er nu al producten in de winkel te vinden met nanotechnologie?

In bijna alle elektronica zitten chips op nanoschaal. Verder is er bijvoorbeeld antizonnebrandcrème met doorzichtige nanodeeltjes, die ervoor zorgen dat er bij het insmeren geen wit laagje op je huid achterblijft. Er is gedroogde soep met nanodeeltjes, die voorkomen dat er bij het oplossen klontjes ontstaan. En wat te denken van antizweetsokken met nanodeeltjes die bacteriën afbreken? Ook al te koop.

De Voedsel- en Warenautoriteit schat dat er in Nederland momenteel tussen de honderd en tweehonderd producten met nanotechnologie op de markt zijn. Het gaat dan niet alleen om producten waar nanodeeltjes in zitten, maar ook spullen waarbij in het productieproces nanotechnologie is gebruikt. Het is echter lastig tellen, want er staat lang niet altijd ‘met nanotechnologie’ op de verpakking. Tot nu toe is er ook geen wetgeving die producenten daartoe verplicht.

Waar vind je nanotechnologie in de gezondheidszorg terug?

Op veel verschillende plekken. Nanotechnologie helpt om ziektes eerder op te sporen en een meer nauwkeurige en/of snellere diagnoses te stellen. Het zorgt ervoor dat medicijnen hun werk gerichter kunnen doen. En het draagt ertoe bij dat steeds meer zorg buiten het ziekenhuis kan plaatsvinden.

Nanodeeltjes die naar ziektekiemen speuren: is dat de toekomst?

Dat gebeurt nu al. Sommige nanodeeltjes werken als een zeer gevoelige antenne. Je kunt er stoffen in het bloed mee herkennen die traditionele tests niet oppikken. Daarmee wordt het mogelijk om te zien of iemand aan een bepaalde ziekte lijdt, nog zonder dat hij daar zelfs iets van merkt. Als je weet naar welke stof je moet zoeken althans, want dat is voor veel ziektes nog niet duidelijk.

Iets anders is dat bijvoorbeeld bloedtests  en spermatests sneller uitgevoerd kunnen worden, waardoor je niet langer dagen op de uitslag hoeft te wachten en een arts rap tot de juiste behandeling kan overgegaan. Verder maakt nanotechnologie het makkelijker om medische testen thuis uit te voeren.

Hoe kan nanotechnologie patiënten nog meer helpen?

Nanotechnologie maakt het mogelijk om geneesmiddelen zo te verpakken, dat ze slechts op één plek worden afgegeven, in plaats van dat ze via de bloedbaan het hele lichaam doorgaan. Het medicijn wordt bijvoorbeeld in nanobolletjes gestopt, die moeilijk doordringen in gezond weefsel, maar juist makkelijk in ziek weefsel, zoals tumorcellen. Een andere methode is om een pil met een minuscule computerchip en antenne naar de zieke plek in het lichaam te sturen en daar zijn inhoud te laten bezorgen. De rest van het lichaam blijft zo van het (vaak giftige) goedje gespaard, met minder klachten tot gevolg. Bovendien kunnen ongezonde cellen veel gerichter worden bestreden.

Overigens is de ‘chemobom’ tot nu toe alleen op muizen getest. Het zal naar verwachting nog zeker vijf tot tien jaar duren voordat kankerpatiënten baat kunnen hebben van deze behandelmethode. Dat geldt ook voor de meeste andere nanotoepassingen in de gezondheidszorg, zoals de iPill, een piepklein apparaatje dat metingen in het lichaam verricht en draadloos communiceert. Die kan sommige nare onderzoeken in de toekomst misschien overbodig maken. Wetenschappers zijn ook al in staat om met behulp van nanotechnologie nieuw weefsel te laten groeien, bijvoorbeeld voor een transplantatie of om wonden sneller te laten genezen. De mogelijkheden lijken kortom ongekend.

Een telefoon met een nanochip is nog iets anders dan deeltjes die zich door je lichaam begeven. Is dat wel veilig?

Voor vrijwel elke nieuwe technologie geldt dat eventuele risico’s pas later worden ontdekt, ook voor nanotechnologie. Het is aan de politiek om zorgvuldig af te wegen wat de voor- en nadelen van elke nieuwe toepassing zijn. Daarbij wordt gebruik gemaakt van informatie van het RIVM. Deze overheidsorganisatie brengt sinds 1 januari 2008 de mogelijke risico’s van nanotechnologie in kaart voor werknemers, patiënten, consumenten en het milieu. Tot op heden zijn producenten niet verplicht ‘met nanodeeltjes’ op de verpakking te zetten. De Tweede Kamer en het Europees Parlement hebben wel gevraagd om zo’n meldingsplicht te gaan instellen.

Als het om de gezondheid van mensen gaat, wordt gekeken naar de giftigheid van bepaalde deeltjes, maar ook naar of het lichaam er überhaupt aan wordt blootgesteld. In veel producten, zoals sokken of autolak, zitten de nanodeeltjes ‘vast’. De kans dat je ze binnenkrijgt, is minimaal – en het eventuele gevaar dus ook. Dat is anders met nanodeeltjes in bijvoorbeeld voedsel of medicijnen, of met nanodeeltjes die vrijkomen bij de productie van bepaalde spullen. Die kunnen wel in het lichaam terecht komen. Het is essentieel om te weten of ze daar schade aanrichten. Naar al dat soort zaken moet nog veel onderzoek worden gedaan. Zeker is, dat nanomedicijnen en medische instrumenten met nanotechnologie pas op de markt worden toegelaten, als ze voldoen aan de zeer strenge nationale en internationale veiligheidsregels die voor de gezondheidszorg gelden.

Is nanotechnologie onomstreden?

Het gebruik van nanotechnologie roept allerlei ethische vragen op, zeker in de gezondheidszorg. Bijvoorbeeld als het gaat om instrumenten waarmee  je thuis je gezondheidstoestand kunt meten of zelfs een diagnose te stellen. Mag je van een patiënt verwachten dat hij al die gegevens goed begrijpt en op basis daarvan de juiste keuzes maakt over bijvoorbeeld zijn medicijngebruik? En hoe zit het met de privacy? Zijn de gegevens alleen beschikbaar voor de arts en de patiënt, of kijken er ook anderen over hun schouder mee, zoals verzekeraars? Is het eigenlijk wel wenselijk om alles over je gezondheid te weten? Ook als het gaat om aandoeningen waar weinig of niets aan valt te doen? Dat levert misschien meer stress dan geruststelling op. Voordat nieuwe nanotoepassingen op grote schaal worden ingevoerd, moeten dat soort vragen eerst afdoende worden beantwoord.

Met dank aan Ira van Keulen en Bart Walhout van het Rathenau Instituut, een onafhankelijk wetenschapsinstituut van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap. Zie ook: http://www.rathenau.nl/nanodialoog

[Kader]

Van klein naar kleiner

  • een kleuter is 1 meter lang
  • het kootje van zijn pink is 1 centimeter
  • zijn nagel is 1 millimeter dik
  • een van zijn haren is 100 micrometer
  • zijn rode bloedcellen zijn 10 micrometer
  • de bacteriën op zijn huid zijn 1 micrometer
  • het virus dat hem verkouden maakt is 100 nanometer
  • de antilichamen die hem beschermen zijn 10 nanometer
  • het suikermolecuul dat hem energie geeft is 1 nanometer

4 X NANONIEUWS

Lab-op-een-chip

Wetenschappers hebben een minuscuul laboratorium ontwikkeld, ter grootte van een postzegel. Dit ‘lab-op-een-chip’ geeft patiënten die regelmatig hun bloed moeten laten checken in de toekomst naar verwachting meer bewegingsvrijheid. Zij kunnen de test immers overal zelf uitvoeren. Bovendien is hij minder vervelend dan het traditionele bloedprikken in de arm. In 2010 is de eerste commerciële versie van het lab-op-een-chip op de markt gekomen, de Medimate. Die is bedoeld voor de naar schatting 50.000 manisch depressieve patiënten in Nederland. Omdat de dosering van hun medicijnen nauw luistert, moeten ze nu vaak ter controle in het ziekenhuis hun bloed laten prikken. Met de Medimate is dat alleen nog nodig als uit de thuismeting blijkt dat er iets mis is met hun bloedwaardes.

Tumorcellen wegbranden

Momenteel worden er tests uitgevoerd met een vorm van thermobestraling. Een kankerpatiënt krijgt speciale nanodeeltjes (ijzeroxide) in de tumor geïnjecteerd. Vervolgens wordt hij door een magnetisch veld geleid. De nandeeltjes reageren op de magnetische straling door warmte af te geven aan hun directe omgeving. Tumorcellen kunnen daar slecht tegen; bij temperaturen tussen de 41 en de 70 graden sterven ze af. De rest van het lichaam heeft daar geen last van.

Vinger aan de pols

Voorafgaand aan de Nijmeegse Vierdaagse van 2006 slikte een aantal deelnemers een chip in, die in verbinding met een centrale computer. Tijdens het wandelen werden onder andere hun hartslag en lichaamstemperatuur draadloos in de gaten gehouden. Zo kon de organisatie ‘live’ volgen of een dagetappe fysiek zwaar was en of de deelnemers niet in de problemen kwamen. Een dergelijke chip kan ook onder de huid worden geïmplanteerd, bijvoorbeeld bij chronisch zieken. In de toekomst zou hun fysieke toestand op die manier regelmatig kunnen worden gecontroleerd, zonder dat ze er zelf iets van merken. Een andere toepassing is om van binnenuit het effect van medicijnen op kankercellen te meten. De chip die dat moet gaan doen, is nu al in de maak.

Hoe eerder, hoe beter

Met behulp van nanotechnologie kunnen bloedwaarden niet alleen sneller, maar ook beter worden gemeten. Een voorbeeld. Als iemand een hartinfarct heeft gehad, produceert het afgestorven hartspierweefsel bepaalde eiwitenzymen. Voorheen waren die lastig te vinden, met als gevolg dat artsen patiënten met hartklachten soms ten onrechte naar huis stuurden. Met de nanomeetmethode zijn die enzymen echter wel te achterhalen, zelfs binnen een paar minuten. Een hartinfarct zal daardoor in de toekomst eerder opgespoord én behandeld kunnen worden. Met minder blijvende schade tot gevolg.

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: