Antivirale Stoffe gesuchtMit Silber gegen Coronaviren
Das antibakterielle und antivirale Material steckt in Schutzmasken und medizinischer Kleidung. Nun sollen auch Arbeitsflächen und Geräte damit behandelt werden. Ist das ökologisch und gesund?
Die Schweizer Firma Heiq erlebt einen Höhenflug. Sie hat ihren Umsatz im ersten Halbjahr 2020 nach eigenen Angaben mehr als verdoppelt. Das Unternehmen ist das erste Spin-off der ETH Zürich, das seine Aktien im Ausland handelt. Seit Dezember ist das Unternehmen an der Londoner Börse gelistet.
Diesen Effort verdankt es unter anderem einem innovativen Produkt, dem Viroblock NPJ03, der Textilien veredelt und die Wirkung des Schutzes vor Bakterien und Viren wie Sars-CoV-2 deutlich erhöht. Und noch mehr: Die Coronaviren sollen sogar vollständig inaktiv werden. Die Wirkung hat das australische Peter-Doherty-Institut erst kürzlich bestätigt. Das international anerkannte Forschungsinstitut beschäftigt sich mit Infektionskrankheiten und der Erforschung des Immunsystems.
Heiq setzt dabei auf eine ausgeklügelte Strategie, bei der in einem Verbund Fettkörperchen, sogenannte Liposomen, und Silber zum Beispiel im Stoff einer Schutzmaske zusammenspannen. Das positiv geladene Silber – unsichtbare, winzige Teilchen – zieht dabei die negativ geladenen Viren an und fixiert sie. Eigens hergestellte Liposomen entziehen der Membranhülle der Viren das Cholesterin. So entstehen Lücken in der schützenden Ummantelung. Damit wird der Weg frei für das Silber, um die Erbsubstanz des Virus chemisch anzugreifen und zu zerstören. «Der Viroblock besteht zu 99 Prozent aus kosmetischen, unbedenklichen Liposomen und aus 1 Prozent rezykliertem Silber», sagt CEO Carlo Centonze.
Heiq ist eine von mittlerweile vielen Firmen, die Silber für antivirale Produkte einsetzen. Das Interesse der Gesundheitsindustrie am Edelmetall ist seit Ausbruch der Corona-Krise nochmals deutlich gestiegen. Dabei geht es nicht nur um antivirale Textilien wie Schutzmasken oder medizinische Kleidung, sondern auch um Beschichtungen für alltägliche Oberflächen wie zum Beispiel Türgriffe, Kontaktmaterialien bei Lebensmitteln, Arbeitsflächen, medizinische Geräte. Antivirale Oberflächen sollen die Ansteckungsgefahr verhindern. So können Viren, wie verschiedene Experimente zeigen, auf Kunststoff bis zu 72 Stunden überleben, auf Edelstahl bis zu 48 Stunden, auf Kupfer gut 4 Stunden.
Es gibt verschiedene Metalle, die sich als schützender Wirkstoff eignen würden. Silber steht aber zuoberst auf der Liste wegen seiner nachweislich sehr guten antimikrobiellen und antiviralen Wirkung. Zum Einsatz kommt das Edelmetall vor allem in Form kleinster Partikel, bekannt unter dem Begriff Nanosilber. Als «Nano» werden Materialien bezeichnet, die zwischen 1 und 100 Nanometer klein sind. Ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters.
Kritisch gegenüber Nanosilber
Aber: Was man nicht sieht, macht skeptisch. Die Wissenschaft beschäftigt sich deshalb seit langem mit den Auswirkungen von Nanopartikeln auf die Umwelt und die Gesundheit des Menschen. Nanosilber ist dabei besonders im Fokus – gerade jetzt in der Corona-Krise. Das Observatory for Nanomaterial der EU gibt deshalb die Empfehlung heraus, Produkte und Technologien mit Nanosilber sollen nochmals auf Sicherheit und Notwendigkeit bewertet werden. Die Behörde rechnet mit einem schnellen Wachstum auf dem Markt. Auch das deutsche Bundesinstitut für Risikobewertung warnt. Es beurteilt zum Beispiel den Einsatz von Corona-Schutzmasken mit Nanosilberbeschichtungen kritisch. Man wisse noch zu wenig über die gesundheitlichen und ökologischen Folgen.
In den letzten 15 Jahren sind jedoch zahlreiche Risikostudien über die Wirkung von Nanopartikeln gemacht worden. Der Mensch nimmt diese ultrafeinen Teilchen vorwiegend über die Atemwege auf. Wissenschaftlich unbestritten ist: Je kleiner die Partikel sind, desto grösser ist das gesundheitliche Risiko. Inhalierte Nanopartikel können über die Lungenbläschen direkt in den Blutkreislauf gelangen und über diesen Weg auch Nieren und Leber schädigen. Untersuchungen des Wasserforschungsinstituts Eawag in Dübendorf zeigen auch, dass Nanosilber sowohl für Algen- als auch Fischzellen giftig sein können. Es gibt zahlreiche weitere Untersuchungen, welche die negative Wirkung von Nanosilber belegen.
Allerdings sind die Folgen des Silbereintrags abhängig von der Dosis. Es geht also darum, wie viel Nanosilber zum Beispiel aus funktionalen Textilien überhaupt ausgewaschen, abgerieben oder eingeatmet wird. Der weltweite Verbrauch von Nanosilber wird gemäss dem Bericht des Nationalen Forschungsprogramms NFP64 zu den Chancen und Risiken von Nanomaterialien (2016) auf ein paar Hundert Tonnen geschätzt. Eawag-Studien zeigen aber, dass Kläranlagen Nanosilberteilchen praktisch vollständig herausfiltern.
Die Partikel werden im Abwasser in weniger toxisches Silbersulfid umgewandelt und landen in dieser Form im Klärschlamm, der wiederum verbrannt wird. «Beim Verbrennen wird der Staub zu fast hundert Prozent aus den Abgasen herausgefiltert», sagt Bernd Nowack. Der Wissenschaftler beschäftigt sich am Materialforschungsinstitut Empa in St. Gallen seit langem mit der Wirkung und den Risiken von Nanomaterialien, im Speziellen von Nanosilber. «Die Nanoteilchen wirken effizient. Im Vergleich zum Gesamtsilber, das weltweit in die Umwelt gelangt, ist Nanosilber ein Bruchteil davon», relativiert er die ökologische Belastung.
Hinzu kommt, dass Nanosilber praktisch nicht ausgewaschen wird, wenn es bei der Herstellung nicht nur oberflächlich, sondern im Materialverbund integriert ist. Das ist zum Beispiel beim Viroblock der Firma Heiq nach Angaben des CEO der Fall. «Silber ist fest in einem waschfesten Polymerfilm eingebettet, der jede einzelne Textilfaser umhüllt», sagt Carlo Centonze. In solchen Fällen bleibe das Silber wahrscheinlich zum grössten Teil im Textil, urteilt Empa-Forscher Bernd Nowack.
Wenn man mit Schutzmasken Ansteckungen verhindern kann, so ist das relativ kleine ökologische Risiko von Nanosilber vernachlässigbar.»
Für Nowack gilt es generell, abzuwägen zwischen dem Nutzen und der ökologischen Belastung von Nanosilberprodukten. Wenn man mit Schutzmasken Ansteckungen verhindern könne, so sei das relativ kleine ökologische Risiko von Nanosilber vernachlässigbar. «Jede Behandlung von Corona-Patienten verursacht durch den entstehenden medizinischen Abfall eine grössere Umweltbelastung», sagt der Wissenschaftler.
Keine Gefahr durch Inhalation
Das gilt für ihn auch bei der Risikoabschätzung inhalierter Nanopartikel. Auch hier ist entscheidend, wie das Produkt mit Nanosilber veredelt wurde. «Bei Textilien gibt es jedenfalls nur geringe inhalierte Mengen, wenn überhaupt», sagt Nowack. Im Vergleich zu den Nanopartikeln, die in geschlossenen Räumen oder an einer stark befahrenen Strasse eingeatmet würden, sei die Gefahr von Produkten mit Nanosilber wahrscheinlich vernachlässigbar. In geschlossenen Räumen zum Beispiel können in einem Kubikzentimeter Atmungsluft bei schlechter Belüftung bis zu 10’000 Nanopartikel enthalten sein.
Es fehlen standardisierte Testmethoden
Seit 2013 ist Nanosilber als Wirkstoff gemäss der EU-Biozid-Richtlinie zugelassen. Produkte müssen zudem deklariert werden. Das gilt auch für die Schweiz. Dennoch verlangen Forscher in verschiedenen Studien, dass für Nanosilber die Risikobegutachtung verstärkt werden muss, bevor das Produkt auf den Markt kommt. Hinter verschiedenen Nanopartikeln und Nanomaterialien stehen aber verschiedene Herstellungs- und Weiterverarbeitungsverfahren. «Das macht es notwendig, jedes Nanomaterial einzeln zu charakterisieren, was wiederum allgemeingültige Anhaltspunkte voraussetzt, standardisierte Testmethoden und Analyseverfahren», schreiben die Autoren des NFP64-Berichts. Die fehlen jedoch bis heute.
Für viele Konsumenten dürften Produkte suspekt sein, wo «Nano» drauf steht. Heiq hat dieses Problem nicht, auf seinem Produkt gibt es keine Deklaration. «Wir verwenden generell in keinem unserer Produkte Nanomaterialien. Das enthaltene rezyklierte Silber hat eine Grösse von zwei bis drei Mikrometer», sagt CEO Carlo Centonze. Heiq verwendet ein sogenanntes Silberkomposit ist. Diese mikroskaligen Kompositteilchen gelten nicht als Nano und müssen nicht deklariert werden.
Nicht unproblematisch
Doch auch wenn die Grössenordnung ausserhalb des Nanospektrums ist, unproblematisch ist es deshalb nicht. Mikroteilchen sind Feinstaub, der aus der Debatte über die Luftbelastung bestens bekannt ist und ebenfalls bis in die Lungen und Blutgefässe vordringen kann.
Wie auch immer. Das Unternehmen weist auch dazu Daten vor. Inhalationsversuche zeigen, dass die Atemluft durch ihre Produkte in keiner Weise belastet wird. «Das ist Voraussetzung, um eine Zulassung als Medizinalprodukt zu erhalten», sagt der CEO. Die Swissmedic und das amerikanische Pendant, die FDA, haben für die Viroblock-Innovation die Zulassung erteilt.
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