Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Berichte in den Medien \u00fcber eine m\u00f6gliche Gef\u00e4hrdung der Gesundheit und der Umwelt durch Schadstoffe in Textilien haben die \u00d6ffentlichkeit beunruhigt, jedoch sind Kenntnisstand und Pr\u00fcfmethoden zum tats\u00e4chlichen Ausma\u00df dieser Gef\u00e4hrdung noch unzureichend. Die bisher in der Textilpr\u00fcfung angewandten Methoden und die hierf\u00fcr empfohlenen Regelwerke (z.B. \u00d6ko-Tex Standard 100) beziehen lediglich chemische Analysen bereits bekannter Schadstoffe ein. Unbekannte Schadstoffe oder sch\u00e4digende Kombinationswirkungen mehrerer Verbindungen lassen sich so nicht nachweisen und erfordern den Einsatz geeigneter Biotests.
\nAls relevantes biologisches Testobjekt wurden menschliche kultivierte Hautzellen der permanenten Zelllinie HaCaT erprobt. Gemessen wurde die Funktionst\u00fcchtigkeit der Zellatmung mittels mikrooxygraphischer Methodik. Die Gegenwart von Schadstoffen in Textilextrakten oder eine potentielle allgemein hautzelltoxische Wirkung definierter chemischer Verbindungen zeigte sich in bestimmten Ver\u00e4nderungen der Atmungsparameter. Die Relevanz des Biotests sollte nachgewiesen werden, damit dieser in der Perspektive durch mittelst\u00e4ndige Unternehmen in den Dienstleistungskatalog der Textilpr\u00fcfung \u00fcbernommen werden kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen im Keratinozytenatmungstest liefen in zwei parallel bearbeiteten Zielrichtungen: Zum einen wurde eine repr\u00e4sentative Auswahl von definierten Verbindungen, die in der Textilveredlung eingesetzt wurden oder noch werden, auf eine m\u00f6gliche zelltoxische Wirkung untersucht. Zum anderen wurden Extrakte von Textilerzeugnissen auf die entsprechende Schadwirkung gepr\u00fcft. F\u00fcr die Herstellung der Textilextrakte wurde die Schwei\u00dfechtheitspr\u00fcfung nach DIN 54 020 herangezogen, um damit eine weitgehende methodische Vergleichbarkeit mit den herk\u00f6mmlichen chemisch-analytischen Textilpr\u00fcfmethoden zu erzielen. Die Pr\u00fcfsubstanzen bzw. -extrakte wurden in variierenden Mengen den Testans\u00e4tzen zugesetzt. Aus den dosisabh\u00e4ngigen Ver\u00e4nderungen der Atmungsparameter konnte eine etwaige zelltoxische Wirkung quantifiziert und hinsichtlich ihrer mechanistischen Natur charakterisiert werden. Die Ergebnisse des Biotests wurden mit chemischen Analysen mittels Gaschromatographie\/Mas -senspektroskopie (Zusammenarbeit mit LfU GmbH Berlin und ecb ONLINE Analysentechnik GmbH
\nSchwerin) korreliert, um dadurch festzustellen, ob eine nachgewiesene Zelltoxizit\u00e4t auf einen der bekannten Schadstoffe zur\u00fcckgef\u00fchrt werden kann. Ausgew\u00e4hlte als zelltoxisch identifizierte Textilextrakte werden an gesunden freiwilligen Probanden auf eine hautreizende Wirkung untersucht (Zusammenarbeit mit Hautklinik des Universit\u00e4tsklinikums Charit\u00e9 Berlin).
\nWeitere Untersuchungen dienten dem Vergleich mit anderen Biotests, vor allem mit dem f\u00fcr andere Zielstellungen als Zelltoxizit\u00e4tstest h\u00e4ufig verwendeten MTT-Test (Zusammenarbeit mit ZEBET des BgVV) sowie dem Leuchtbakterientest und dem Daphnientest, zwei g\u00e4ngigen Tests auf umwelttoxische Wirkungen (Zusammenarbeit mit LfU\/ERTOX GmbH Sch\u00f6nwalde). Schlie\u00dflich wurde der Keratinozytenatmungstest kontinuierlich optimiert und standardisiert, um seinen sp\u00e4teren Einsatz in der Praxis zu erm\u00f6glichen. Dies betraf u.a. die biostatistische Auswertung wie z.B. die Ermittlung der Halbhemmungskonzentrationen (IC50-Werte) mittels nicht-linearer Regression (Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppe Biostatistik des Instituts f\u00fcr Biochemie des Universit\u00e4tsklinikums Charit\u00e9).<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
\u00b7\tMehr als 45 Verbindungen, die als Schadstoffe in Textilien bekannt waren oder in Frage kamen, wurden dem Keratinozytenatmungstest unterworfen und die Wirksamkeitsparameter bestimmt (ED50-bzw. IC50-Werte). Starke zelltoxische Wirkungen zeigten chlorierte Phenole, andere Chloraromaten, Formaldehyd, Tributylzinnoxid und eine Reihe von Tensiden. W\u00e4hrend Pentachlorphenol in niedrigen Konzentrationen erwartungsgem\u00e4\u00df eine Stimulierung der Zellatmung sowie eine Aufhebung der Hemmbarkeit durch Oligomycin bewirkte, zeigten die anderen Gruppen von Schadstoffen eine dosisabh\u00e4ngige Hemmung der Zellatmung, die auf einen Angriffspunkt in der Atmungskette zur\u00fcckgef\u00fchrt werden konnte. Somit konnte die Eignung des Keratinozytenatmungstests als zellul\u00e4rer Toxizit\u00e4tstest am Beispiel bekannter Schadstoffe nachgewiesen werden.
\n\u00b7\tAls neuer Schadstoff in Textilien wurde der F\u00e4rbebeschleuniger Orthophenylphenol (OPP) mittels des Keratinozytenatmungstests identifiziert. Diese Verbindung galt in der Textilindustrie bislang als toxikologisch unbedenklich, obwohl hautreizende Wirkungen dieser Verbindung bei Mensch und Laborversuchstier nachweislich bekannt waren. Im Daphnientest (Wasserfl\u00f6he) und im Leuchtbakterientest zeigte dieser Textilhilfsstoff sogar noch um eine Gr\u00f6\u00dfenordnung h\u00f6here Giftigkeiten. Daher muss auch mit einer Belastung des kommunalen Abwassers beim Waschen OPP-haltiger Kleidungsst\u00fccke durch den Verbraucher gerechnet werden. W\u00e4hrend die Verwendung von OPP in der deutschen Textilveredlungsindustrie stark zur\u00fcckgegangen sein soll, tritt OPP vorzugsweise in aus au\u00dfereurop\u00e4ischen L\u00e4ndern importierten Erzeugnissen aus Polyesterfasern und Mischgeweben auf, darunter auch in Badebekleidung, die naturgem\u00e4\u00df auf der Haut besonders eng anliegt, wodurch der Verbraucher gesundheitlich gef\u00e4hrdet werden kann. Die ecb ONLINE GmbH Schwerin hat aufgrund unserer Hinweise eine chemische Analysenmethode f\u00fcr OPP etabliert und konnte diese Verbindung in 181 Proben von Importerzeugnissen nachweisen (bis zu der hoch toxischen Konzentration von ca. 800 mg\/kg). Aufgrund der Wichtigkeit der Befunde sind diese bei der f\u00fchrenden Fachzeitschrift Melliand Textilberichte publiziert worden [Schewe et al., Melliand Textilber.78,631-632 (1997)] Sie soll u.a. die verantwortungsbewussten Textilimporteure erreichen, damit diese ihre Produkte testen lassen, bevor sie auf den Markt kommen.
\n\u00b7\tBei den l\u00e4nger bekannten und in der Praxis genutzten Tensiden korrellierte der Keratinozytenatmungstest mit den bekannten Toxizit\u00e4tsdaten, die weitgehend der Reihenfolge kationische T. > anionische T. > nicht-ionische Tenside entspricht. Als hautzellfreundlichstes Tensid wurde Plantaren (Alkylpolyglucoside) ermittelt. Dagegen ergaben sich bei 7 in der Entwicklung befindlichen neuen Tensiden teilweise starke Abweichungen von der Erwartung; so zeigte ein nicht-ionisches Tensid die h\u00f6chste Toxizit\u00e4t. Daraus ergibt sich die Schlussfolgerung, dass sich die Toxizit\u00e4ten neuer chemischer Strukturen nicht vorhersagen lassen und eine biologische Testung unumg\u00e4nglich ist.
\n\u00b7\tDie komplette Serie von 20 Arylaminen, die durch reduktive Spaltung bestimmter Textilfarbstoffe entstehen k\u00f6nnen und die aufgrund von krebserregenden oder -verd\u00e4chtigen Wirkungen in Textilprodukten nicht mehr vorkommen d\u00fcrfen, wurde ebenfalls dem Keratinozytenatmungstest unterzogen; ein Teil von ihnen, insbesondere solche mit mehr als einem aromatischen Ring sowie chlorhaltige Verbindungen zeigten zus\u00e4tzlich eine zelltoxische Wirkung.
\n\u00b7\tVon ca. 60 untersuchten Textilextrakten zeigten 10 starke oder m\u00e4\u00dfige toxische Wirkungen im Keratinozytenatmungstest; die \u00fcbrigen Proben ergaben nur geringf\u00fcgige Effekte oder waren wirkungslos. In keinem Fall gelang es, die toxische Wirkung auf die Gegenwart eines der bisher bekannten Schadstoffe zur\u00fcckzuf\u00fchren. Ein Textilextrakt wurde chromatographisch aufgetrennt; dabei stellte sich heraus, dass der biologische Effekt offenbar auf eine Kombinationswirkung verschiedener chemischer Verbindungen zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, von denen jede f\u00fcr sich allein untoxisch ist. Die stark positi ven Textilextrakte zeigten bei freiwilligen gesunden Probanden keine nachweisbaren hautreizenden Wirkungen, jedoch schlie\u00dft dies eine potentielle Gef\u00e4hrdung des Menschen nicht aus, da bei verletzter oder anderweitig gesch\u00e4digter Haut, entsprechende Hautreizungen durchaus eintreten k\u00f6nnten.
\n\u00b7\tBei der Testung von 15 Proben von Produkten aus Lyocellfasern der Fa. Lenzing GmbH (\u00d6sterreich) zeigte sich im Biotest, dass die fertigen Endprodukte nicht oder nur wenig belastet waren, w\u00e4hrend die Rohfaser die h\u00f6chste Belastung aufwies. Bei der Verfolgung der einzelnen Veredlungsstufen konnte genau festgestellt werden, bei welchen Schritten eine Schadkomponente beseitigt wird und wo eine neue hinzukommt und sp\u00e4ter wieder verschwindet. An diesem Beispiel wird deutlich, dass die Textilveredelung aufgrund ihres Einsatzes an Chemie keineswegs immer zu einer h\u00f6heren toxischen Belastung f\u00fchren muss, sondern im Gegenteil auch Bioschadstoffe entfernen kann.
\n\u00b7\tDer Keratinozytentest zeigte in der Regel ziemlich gute \u00dcbereinstimmungen mit dem Daphnientest und mit dem MTT-Test, jedoch traten in einzelnen F\u00e4llen auch Unterschiede auf. Aufgrund der leichteren Handhabbarkeit k\u00f6nnte der MTT-Test als Vortest oder Siebtest eingesetzt werden, dem sich der Keratinozytenatmungstest anschlie\u00dft. Letzterer bietet den Vorteil, Aussagen zum Mechanismus einer nachgewiesenen Schadwirkung zu erhalten.Insgesamt belegen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens die Brauchbarkeit des Keratinozytenatmungstests f\u00fcr die Textilpr\u00fcfung. In Verbindung mit weiteren Biotests sollte er dort neben der chemisch-analytischen Schadstofftestung perspektivisch einen festen Platz einnehmen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Vorhabens wurden auf der Hannover Messe 95, auf der UTECH 95 sowie auf der 4. Tagung der Mitteleurop\u00e4ischen Gesellschaft f\u00fcr Alternativmethoden zu Tierversuchen (MEGAT) im September 1995 in Linz\/\u00d6sterreich und auf der 23. Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Forschung im Januar 96 in M\u00fcnster vorgestellt. Die Resonanz der Medien auf das im Rahmen dieses Vorhabens verfolgte Konzept \u00fcbertraf die Erwartungen. Mehrspaltige Berichte erschienen u.a. in folgenden Tageszeitungen: Die Welt vom 17.02.95, M\u00e4rkische Allgemeine vom 14.02.95 und Neues Deutschland vom 18.07.95; weiterhin im Deutschen Forschungsdienst, Heft 11\/95 und im Magazin Impulse f\u00fcr Unternehmer in den neuen Bundesl\u00e4ndern Heft 10\/95. Der Deutschlandfunk sendete ein Interview mit einem der am Projekt Beteiligten in der Sendung Forschung aktuell am 17.02.95. Dar\u00fcber hinaus wurde in Wissenschaftsmagazinen des Fernsehens \u00fcber das Projekt berichtet – am 22. 01.96 im MDR (MDR-extrem) und am 22.05.96 im ORB (Abenteuer Forschung). Der ORB-Beitrag wurde au-\u00dferdem sp\u00e4ter vom ORF und von 3SAT gesendet. Die Medieneffekte waren sehr hilfreich f\u00fcr die Kontaktaufnahmen mit Interessenten und Kooperationspartnern (u.a. mit der ecb ONLINE Analysentechnik GmbH Schwerin und mit der Fa. Lenzing, \u00d6sterreich).
\nUnabh\u00e4ngig von den Medieneffekten wurde ein umfangreicher Schriftverkehr mit Textilforschungseinrichtungen, Verbraucherverb\u00e4nden und Verb\u00e4nden der deutschen Textilindustrie (TEGEWA; Gesamttextil) gef\u00fchrt, aus dem auch konkrete Anregungen f\u00fcr den Fortgang des Vorhabens erhalten werden konnten. In der Arbeitsgruppe Textilien des Bundesamtes f\u00fcr gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterin\u00e4rmedizin (BgVV) wurde \u00fcber das Vorhaben im Mai 95 berichtet.
\nEigene Publikationen der am Projekt Beteiligten erschienen in der wissenschaftlichen Zeitschrift der Humboldt-Universit\u00e4t Humboldt-Spektrum, Heft 2, 1995, in Melliand Textilberichte sowie im Sam-melband Forschung ohne Tierversuche 1996 (Herausgeber H.Sch\u00f6ffl u.a.), das im Springer-Verlag Wien – New York 1997 erschien.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ergebnisse des Vorhabens wie auch die gro\u00dfe Resonanz der Medien best\u00e4tigten Sinn und Anwendbarkeit des neuen Biotests in der Textilpr\u00fcfung. Leider gelang es bisher nicht, einen Partner der Textilindustrie oder aus dem Kreis der mittelst\u00e4ndigen Textilpr\u00fcfunternehmen zu finden, der bereit w\u00e4re, diesen Test zu \u00fcbernehmen. Die Gr\u00fcnde sind vielschichtig. Zum einem fehlen gesetzliche Grundlagen, die biologische Testungen in der Textilpr\u00fcfung zus\u00e4tzlich zu den geforderten chemischen Analysen vorschreiben. Zum anderen w\u00fcrde die Einbeziehung neuer aussagef\u00e4higer empfindlicher Tests zwar die Sicherheit des Verbrauchers erh\u00f6hen, zugleich aber u.U. die Entwicklungszeiten f\u00fcr neue Produkte und Verfahren verl\u00e4ngern und verteuern. Dieser Umstand wirkt auf die Industrie motivationshemmend. Aus den gleichen Gr\u00fcnden scheint es auch f\u00fcr Pr\u00fcfeinrichtungen derzeit noch nicht zweckm\u00e4\u00dfig, den Hautzelltest in ihren Angebotskatalog aufzunehmen, da die Auftragslage nicht ausreichend w\u00e4re.
\nEin m\u00f6glicher Ausweg aus diesen Hemmnissen w\u00e4re die Schaffung eines G\u00fctesiegels in biologisch relevanten Testsystemen auf Hautvertr\u00e4glichkeit gepr\u00fcft, das zus\u00e4tzlich zum G\u00fctesiegel gepr\u00fcft nach dem \u00d6ko-Tex Standard 100 erteilt oder deklariert werden k\u00f6nnte und dem Textilhersteller Marktvorteile bringen sollte. Ein solcher Vorschlag soll in einem weiteren Artikel in Melliand Textilberichte unterbreitet werden.
\nDer Keratinozyten-Zellatmungstest k\u00f6nnte auch bei der Gesundheitsvertr\u00e4glichkeitspr\u00fcfung von Erzeugnissen der Kosmetikindustrie einen wichtigen Platz einnehmen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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