Nanodeeltjes zijn klein, superklein. Eén nanometer is één miljoenste millimeter, 80.000 keer kleiner dan een menselijke haar dik is. Sommige zijn supersterk. Andere zijn in hoge mate water- en vuilafstotend, vochtabsorberend of virus- en bacteriedodend. Vandaar dat ze inmiddels worden toegepast in allerlei materialen en producten.

Nanodeeltjes hebben echter ook een keerzijde. Ze gedragen zich anders dan grotere deeltjes van dezelfde chemische stof en kunnen natuurlijke barrières in het menselijk lichaam passeren. Dat kan gevolgen hebben voor de gezondheid (zie ”Eigenschappen nanomateriaal”).

Blootstelling

Consumenten hebben in principe weinig te vrezen zolang nanodeeltjes zijn verwerkt in vaste materialen in mobiele telefoons of auto’s. De meeste automobilisten zullen geen behoefte hebben om aan hun dashboard te likken of erin te bijten.

Voor voedingsmiddelen en cosmetica liggen de zaken anders. Vandaar dat het Kennis- en Informatiepunt Risico’s van nanotechnologie (KIR-nano) van het RIVM de ontwikkelingen op dit gebied nauwlettend volgt. Volgens toxicoloog Monique Groenewold, coördinator van KIR-nano, en Agnes Oomen, nano-onderzoeker bij het RIVM, is het een belangrijke vraag of nanodeeltjes via de darmwand, de longen of de huid kunnen binnendringen in organen en weefsels; en wat de eventuele gevolgen daarvan zijn voor de gezondheid. De aandacht gaat momenteel vooral uit naar titaniumdioxide en siliciumdioxide, twee veel gebruikte hulpstoffen in voedingsmiddelen en cosmetica (zie ”Toepassingen in producten”).

Onderzoek titaniumdioxide

Eerder dit jaar publiceerde het RIVM samen met het Rikilt –dat de analyses deed– de resultaten van onderzoek naar titaniumdioxide. Daarbij werd in de lever en de milt van overleden mensen die hun lichaam ter beschikking hadden gesteld van de wetenschap gezocht naar titaniumdeeltjes in nanovorm.

De gevonden concentraties in de lever lagen boven het niveau dat door de RIVM-onderzoekers als veilige marge wordt gehanteerd bij de risicobeoordeling van toxische stoffen. Groenewold: „Hierdoor is niet zeker dat het huidige gebruik veilig genoeg is. In de milt waren de concentraties lager.”

In het onderzoek bij overledenen is niet gekeken naar effecten op de gezondheid. Dat gebeurde eerder wel in dierstudies. Groenewold: „Daar zagen onderzoekers ontstekingsachtige verschijnselen als gevolg van de nano-titaniumdeeltjes.”

Het gaat volgens Oomen om beginnende leverschade. „Grote problemen zagen we niet. Maar we kunnen ook niet met zekerheid zeggen dat er niks aan de hand is.”

Darmziekten

Minder dan 1 procent van de nanostoffen in voeding passeert de darmwand, zo wordt geschat op basis van dierstudies. Maar als de darmwand verhoogd doorlaatbaar is, zoals onder meer bij chronische darmaandoeningen als de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa, kan dat anders liggen, bleek in 2016 uit Zwitsers onderzoek bij muizen met colitis. Titaniumdioxidedeeltjes in nanovorm verergerden bij de muizen de chronische darmontsteking en hoopten zich op in de milt.

Bij patiënten met actieve colitis ulcerosa werden verhoogde concentraties titaniumdioxide in het bloed gevonden. Dit bewijst volgens de Zwitserse wetenschappers dat de nanodeeltjes bij dergelijke aandoeningen gemakkelijker de verhoogd doorlaatbare darmwand passeren.

Uit een Britse studie (2001) bleek dat bij patiënten met de ziekte van Crohn de ziekteactiviteit afnam als ze voedingsmiddelen met nanodeeltjes links lieten liggen.

In een andere Britse studie uit 2005 werd overigens geen verschil in ziekteactiviteit gevonden.

Maag-darmspecialisten raadden in 2016 patiënten met deze en andere chronische darmaandoeningen in het medische tijdschrift Gut echter uit voorzorg af producten met titaniumdioxide te gebruiken.

De uitscheiding van nanodeeltjes lijkt traag te verlopen. Oomen: „Uit studies met ratten blijkt dat na 90 dagen nog 80 tot 90 procent van titaniumdioxide in het lichaam aanwezig is. Siliciumdioxide is iets beter oplosbaar, dus de uitscheiding daarvan verloopt mogelijk wat sneller.”

Lever en milt vormen twee belangrijke organen waar nanodeeltjes worden afgevangen. In beide organen bevinden zich veel macrofagen, bepaalde witte bloedcellen die deze deeltjes opnemen. Andere doelorganen zijn de darmwand zelf, waar zich ook veel immuuncellen bevinden.

Oomen: „Er zijn aanwijzingen dat nanodeeltjes ook in de hersenen kunnen belanden, al zijn die tot dusver beperkt.”

Onderzoek siliciumdioxide

Het RIVM gaat ook verder onderzoek doen naar siliciumdioxide, een andere veelgebruikte hulpstof in onder meer voedingsmiddelen.

Oomen: „We willen, net als bij titaniumdioxide, bij overleden mensen gaan kijken naar concentraties in organen. We moeten nu nog schatten wat mensen via voeding en pillen binnenkrijgen aan siliciumdioxide. De concentraties liggen waarschijnlijk lager dan het niveau waarbij je in proefdieren effecten ziet, maar net als bij titaniumdioxide is de marge smaller dan we willen. In studies met ratten, onder meer uitgevoerd door het Rikilt, zagen we beginnende ontstekingseffecten die vaak nog omkeerbaar zijn. Toch kan er ook hier sprake zijn van een gezondheidsrisico voor mensen. Dat willen we verder onderzoeken.”

Wat de risicobeoordeling volgens Oomen lastig maakt, is dat er verschillende vormen silica zijn. „Als onderzoekers zijn we het meest geïnteresseerd in de meer risicovolle varianten zoals pyrogene silica, gebruikt door de voedingsmiddelenindustrie (zie ”Toepassingen in producten”). Het gaat om zogeheten amorfe silica die door een chemische reactie zijn verkregen. Het is dus niet zomaar fijngemalen zand. Deze deeltjes, met een grootte van 8 nanometer en meer, vormen zogeheten aggregaten en agglomeraten waarbij ze aan elkaar vastklitten. De aggregaten vormen grotere agglomeraten die bij gebruik makkelijk uit elkaar vallen.

Belangrijk is volgens Oomen dat studies voldoende lang lopen. „Voor stapeling in organen van dit soort stoffen is tijd nodig. De huidige duur van studies is vaak te kort om te onderzoeken of er langetermijneffecten zijn.”

Groenewold: „Alleen langdurig onderzoek waarbij er wordt gekeken naar de concentraties in organen levert voldoende betrouwbare gegevens op. Daarop wijzen we ook EFSA, de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid. Die is verantwoordelijk voor de uiteindelijke risicobeoordeling van stoffen in voedsel. De Europese Commissie heeft deze zomer aan EFSA gevraagd naar een aantal studies over titaniumdioxide te kijken, waaronder de studie van het RIVM.”

Meer informatie:

rivm.nl/nanotechnologie

efsa.europa.eu

Toepassingen in producten

Nanodeeltjes die gebruikt worden in allerlei producten:

Siliciumdioxide of silica

Siliciumdioxide (SiO2) of silica wordt als antiklonter- en ontschuimingsmiddel veel gebruikt in bewerkte voedingsmiddelen (onder meer in koffiecreamer, soep-, saus- en kruidenmixen en allerlei pakjes en zakjes), in medicijnen en voedingssupplementen/vitaminepillen, bijvoorbeeld om te voorkomen dat grondstoffen aan elkaar kleven of klonteren.

Silica bestaat uit nanodeeltjes die samenklonteren tot aggregaten en agglomeraten. Zo’n 30 procent van de aggregaten en agglomeraten in producten is doorgaans kleiner dan 100 nanometer. Consumenten kunnen via onder meer voeding en pillen de siliciumdioxidedeeltjes binnenkrijgen. Volgens de huidige richtlijnen zou dit op het etiket moeten worden vermeld op de volgende manier: siliciumdioxide (nano), maar dit gebeurt meestal niet (zie ”Etiketten vaak niet compleet”).

In voedingsmiddelen wordt siliciumdioxide aangeduid met de eigen naam of als E551.

Titaniumdioxide

Titaniumdioxide (TiO2) wordt verkregen door een chemische reactie met gewonnen titaanerts. De poedervormige witte kleurstof wordt gebruikt als pigment (titaanwit) in onder andere medicijnen; in de voedingsmiddelensector in onder meer koffiecreamer, poedersuiker, kauwgom, snoepgoed, bak- en taartdecoratieproducten en witte sauzen.

Ongeveer 10 tot 40 procent van de titaanwitdeeltjes in voedingsmiddelen is kleiner dan 100 nanometer. Daardoor kunnen consumenten via onder meer voeding en pillen titaniumdioxide als nanodeeltje binnenkrijgen. Dat deze nanodeeltjes in een product zitten, hoeft niet vermeld te worden op het etiket omdat ze niet doelbewust als nanodeeltje zijn vervaardigd. Wel moet de stofnaam of E171 worden genoemd.

Titaniumdioxide in nanovorm is doorzichtig. Daarom wordt het gebruikt in antizonnebrandcrèmes zodat de huid van gebruikers niet wit kleurt. Ook geeft het een hogere beschermingsfactor. Vermelding op het etiket is in dit geval wel verplicht.

„Het is niet waarschijnlijk dat deze nanodeeltjes door de huid heen het lichaam binnen kunnen dringen, zo blijkt uit studies tot dusver”, aldus RIVM-onderzoeker Agnes Oomen. Aan antizonnebrandmiddelen in sprayvorm mag titaniumdioxide niet worden toegevoegd vanwege het risico van inhalatie.

Verder wordt titaniumdioxide in nanovorm gebruikt in verzorgingsproducten zoals lippenbalsem, antirimpelcrème en gezichtsmaskers.

Overige toepassingen: (muur)verf, stropdassen (water- en vuilafstotend), gordijnen, meubels, autobekleding (tegen verschieten door uv-licht).

In cosmetica, tandpasta en andere verzorgingsproducten wordt titaniumdioxide aangeduid met de code CI 77891 (CI is de afkorting van colour index/kleurindex). In voedingsmiddelen met E171 of met de volledige naam.

Zilver

Nanozilver wordt vooral toegepast vanwege de antibacteriële werking. Producten waarin nanozilver verwerkt kan zijn: wondverband, tandenborstels, kleding-, sport- en outdoorartikelen, sokken (tegen zweetvoeten). Ook gesignaleerd: plastic lunchbox met antibacteriële nanozilvercoating, nanomineraalwater met colloïdaal zilver, positief geladen zilverdeeltjes ter grootte van 1 tot 5 nanometer. Vooral aanbevolen op alternatieve websites, onder meer als ”detoxkampioen”.

Zinkoxide

Nanozinkoxide wordt vooral gebruikt in antizonnebrandcrèmes en crèmes voor babybilletjes.

Carbon black

Carbon black, een zwarte kleurstof, wordt vervaardigd uit roetdeeltjes gefilterd uit rookgassen die in contact zijn gebracht met fijn verstoven water. Wordt onder meer in nanovorm gebruikt in mascara, eyeliner en autobanden.

Koolstofnanobuisjes

Koolstofnanobuisjes zijn supersterk en vederlicht. Ze worden onder meer verwerkt in tennisrackets en lichtgewicht fietsframes.

Meer informatie: waarzitwatin.nl chemicalsinourlife.echa.europa.eu/nl/products

Eigenschappen nanomateriaal

Nanodeeltjes kunnen verschillen qua grootte en vorm. Dat maakt onderzoek naar dit soort deeltjes lastig, zegt Agnes Oomen, nano-onderzoeker bij het RIVM.

Een stof valt in de categorie nano als het deeltje kleiner is dan 100 nanometer, zo is in Europa afgesproken. Daarnaast is besloten dat pas als 50 procent of meer van de deeltjes in een product kleiner is dan 100 nanometer er sprake is van nanomateriaal.

Het was volgens Monique Groenewold van RIVM KIR-nano vooral om pragmatische redenen dat dit zo is afgesproken. „In wetenschappelijke publicaties komt dit percentage naar voren. Voor de wetgeving is het nodig ergens een grens te trekken. Deze afspraken kunnen overigens worden bijgesteld als daartoe aanleiding zou zijn.”

Niet alleen de grootte van deeltjes kan verschillen, maar daarmee kunnen ook de specifieke eigenschappen veranderen. Sommige koolstofdeeltjes zijn vrij rond, koolstofnanobuisjes hebben meer een vezelstructuur. Een specifieke vorm van die minuscule vezeltjes heeft een asbestachtige structuur. Dan ligt het gevaar van mesothelioom, longvlieskanker, op de loer. Dat is in onderzoek met rigide koolstofnanobuisjes (stugge buisjes die weinig buigen, die ook dun en lang genoeg zijn) inmiddels aangetoond.

Oomen: „Vooral wetenschappers experimenteren met deze koolstofnanobuisjes. Toepassingen van dergelijke rigide koolstofnanobuisjes in consumentenproducten zijn er niet, voor zover ik weet.”

Deze koolstofnanobuisjes zijn te lang voor macrofagen, een bepaald type witte bloedcellen, om ze in het lichaam op te ruimen. Oomen: „Zo’n cel kan er dan niet goed mee omgaan, gaat bepaalde signalen afgeven die uiteindelijk kunnen leiden tot tumorvorming. Dat is allemaal al vrij goed omschreven.”

Bij koolstofnanodeeltjes die meer een kluwentje vormen, is dat gevaar er niet, legt Oomen uit. „Met die aanwijzingen kunnen bedrijven aan de slag om nanomaterialen te ontwikkelen die geen risico’s opleveren voor de gezondheid. Daar zetten we ons ook voor in.”

Groenewold: „Hoe eerder dergelijke kennis in de productieketen wordt verspreid, hoe beter. Organisaties en bedrijven staan daar ook voor open. Bij de fabricage van onveilige producten is niemand gebaat.”

Etiketten vaak niet compleet

Op etiketten van voedingsmiddelen en cosmetica staat, ondanks een wettelijke verplichting, nog lang niet altijd vermeld dat er nanodeeltjes in zijn verwerkt.

Dit bleek deze zomermaanden uit onderzoek naar twintig consumentenproducten, waaronder cosmetica, voedingsmiddelen en geneesmiddelen, door de Franse consumentenorganisatie UFC-Que Choisir. In alle gekozen producten werden nanodeeltjes aangetroffen, terwijl de aanwezigheid maar op drie verpakkingen vermeld stond.

Het RIVM inventariseert jaarlijks welke (nieuwe) voedingsmiddelen en voedingssupplementen er op de markt verschijnen met een nano-etikettering en om welke ingrediënten het hierbij gaat.

Daaruit bleek in 2017 dat ruim 2000 producten met het antiklontermiddel siliciumdioxide in nanovorm op de Europese markt verschenen zonder dat dit vermeld werd.

Dat maakt het volgens Monique Groenewold van RIVM KIR-nano voor consumenten lastig om te kiezen tussen producten met en zonder nanodeeltjes.

Als consumenten via internet producten bestellen in bijvoorbeeld China, is ook vaak onduidelijk wat voor materialen zijn toegepast. Die importen onttrekken zich aan controle door de Voedsel - en Warenautoriteit.

Regelgeving

Als een fabrikant een nieuwe chemische stof op de markt brengt, moet deze geregistreerd worden bij het Europese Agentschap voor Chemische Stoffen (ECHA). Aparte informatie over nanomaterialen hoeft tot dusver echter niet te worden aangeleverd. In april zijn de EU-lidstaten en de Europese Commissie echter overeengekomen dat die verplichting er moet komen. Dat is een belangrijke stap vooruit, vindt Groenewold.

De maatregel is genomen in het kader van de zogeheten Reach-regelgeving. Reach is een verordening van de Europese Unie die de industrie verplicht om aan te tonen dat de gezondheid van mens en milieu wordt beschermd tegen de risico’s die chemische stoffen kunnen opleveren.

Stoffen die in voedsel worden gebruikt, vallen buiten de Reach-regelgeving. Beoordeling van de veiligheid van nanomaterialen in voeding valt onder de Verordening voor nieuwe voedingsmiddelen, die hiervoor in 2015 is aangepast.

Groenewold: „Voor alle nieuwe nanotoepassingen in voedsel moet nu informatie worden aangeleverd die wordt beoordeeld door EFSA, de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid. Omdat silica en titaniumdioxide echter al jaren op de markt zijn, vallen die stoffen buiten de boot van de Verordening voor nieuwe voedingsmiddelen. Dat maakt het onderzoek naar veiligheid lastiger. EFSA is zich hiervan bewust en neemt dit mee in de herbeoordelingen van voedseladditieven.”

Meer informatie:

rvs.rivm.nl/voedsel/Nieuwe-voedingsmiddelen