9 vragen over nanotechnologie

Af en toe hoor je de term ‘nanotechnologie’. Een techniek die het bijvoorbeeld mogelijk maakt tumoren preciezer en beter aan te pakken. Maar wat is het eigenlijk?

Nano komt van het Griekse woord nanos, dat ‘dwerg’ betekent. Nanotechnologie maakt het mogelijk om op het allerkleinste niveau, dat van moleculen en atomen, materialen te onderzoeken, uit elkaar te halen en eventueel op een andere manier weer op te bouwen.
 

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 dat met andere 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 van afglijden 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 artsen snappen wat daar gebeurt, kunnen ze er beter wat aan doen.

Maar er is meer. Met behulp van nanotechnologie kunnen bestaande producten kleiner en efficiënter worden gemaakt. 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 materialen die op nanoniveau opnieuw worden gerangschikt zich op een andere manier gaan gedragen. Daardoor kunnen wetenschappers nieuwe materialen 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.

 

Zijn er nu al producten verkrijgbaar met nanotechnologie?

In bijna alle elektronica zitten chips op nanoschaal. Verder is er bijvoorbeeld zonnebrandcrème 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 dacht u van antizweetsokken met nanodeeltjes die bacteriën afbreken? Ook al te koop.

De Voedsel en Waren Autoriteit schat dat er in Nederland momenteel tussen de honderd en tweehonderd producten met nanotechnologie op de markt zijn.

 

Waar vind je nanotechnologie nu al in de gezondheidszorg terug?

Op allerlei 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 door traditionele tests niet worden opgepikt. Zo kan worden vastgesteld of iemand aan een bepaalde ziekte lijdt terwijl hij daar nog niets 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 kunnen worden uitgevoerd, waardoor je niet dagenlang meer op de uitslag hoeft te wachten en een arts snel tot de juiste behandeling kan overgaan. Verder maakt nanotechnologie het makkelijker om medische tests thuis uit te voeren.

Hoe kan nanotechnologie patiënten nog meer helpen?

Nanotechnologie maakt het mogelijk om geneesmiddelen zo te verpakken dat ze op slechts één plek worden afgegeven en niet via de bloedbaan het hele lichaam door gaan. 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 daardoor van het (vaak giftige) goedje espaard, met minder klachten tot gevolg, terwijl de ongezonde cellen gericht worden bestreden. Overigens is zo’n ‘chemobom’ tot nu toe alleen op muizen getest. Het zal naar verwachting nog minstens vijf tot tien jaar duren voordat kankerpatiënten baat kunnen hebben bij 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.

Is nanotechnologie 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 zijn er wel mee bezig 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 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 – 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 terechtkomen. Het is essentieel om te weten of ze daar schade aanrichten. Nanomedicijnen en medische instrumenten met nanotechnologie worden pas op de markt 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 ook in de gezondheidszorg. Bijvoorbeeld als het gaat om instrumenten waarmee je thuis je gezondheidstoestand kunt meten of zelfs een diagnose kunt stellen. Mag je van een patiënt verwachten dat hij al die data goed begrijpt en op basis daarvan de juiste keuzes maakt? 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, moet dat soort vragen eerst afdoende worden beantwoord.

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 die minder vervelend dan het traditionele bloed prikken in de arm. In 2010 is de eerste commerciële versie van het lab-op-een-chip op de markt gekomen, de Medimate.

Tumorcellen wegbranden
Momenteel worden er tests uitgevoerd met een vorm van thermobestraling. Een kankerpatiënt krijgt speciale nanodeeltjes (ijzeroxide) in
de tumor geïnjecteerd. De nanodeeltjes reageren op 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 er geen last van.

Vinger aan de pols
Voorafgaand aan de Nijmeegse Vierdaagse van 2006 slikte een aantal deel-
nemers een chip in, die in verbinding stond met een centrale computer. Tijdens het wandelen werden onder andere hun hartslag en lichaamstemperatuur draadloos gemonitord. 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 iets van merken.

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.

Met dank aan Ira van Keulen en Bart Walhout van het Rathenau Instituut, een onafhankelijk wetenschapsinstituut van het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap.

Bron(nen):
Trefwoorden: