Manchmal braucht es den Zufall. Er half Wilhelm Conrad Röntgen bei der Entdeckung der nach ihm benannten Strahlen. Ein versehentlich offen gelassenes Gefäß brachte Alexander Fleming auf die Spur der Schimmelpilzgattung Penicillium und ihrer positiven Eigenschaften gegen Bakterien. Im Fall von Jonas Schubert und Max Schnepf war der Zufall leuchtender Art. Beide physikalischen Chemiker arbeiteten am Dresdner Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF) an ihren Doktorarbeiten zum Thema Nanopartikel. Eines Tages kam eine wissenschaftliche Mitarbeiterin trotz Schutzhandschuhen und Schutzbrille mit fluoreszierenden Nanopartikeln in Kontakt. Sie wusch sich gründlich die Hände. Doch unter dem Schwarzlicht war später deutlich zu erkennen: Die Nanopartikel waren immer noch auf ihrer Haut.

Ratlosigkeit machte sich breit. „Wir haben den Giftnotruf angerufen. Aber dort wusste keiner, was wir tun könnten“, erzählt Max Schnepf. Das Interesse der beiden Männer war geweckt. „Wir stellten uns die Frage, wie die Partikel wirklich effektiv entfernt werden könnten.“ Es folgten lange Abende im Labor.

Ist es gefährlich, Nanoteilchen einzuatmen?

Sie sind Winzlinge. Mit bloßem Auge lassen sich Nanopartikel gar nicht erkennen. Dazu braucht es hochempfindliche Mikroskope. Die Teilchen sind zwischen einem und 100 Nanometern klein. Zum Vergleich: Ein Meter verhält sich zu einem Nanometer wie der Durchmesser der Erde zu dem einer Haselnuss. Aufgrund ihrer winzigen Größe haben sie spezielle Eigenschaften und Fähigkeiten, die sich der Mensch zunutze macht. Nano-Silber etwa ist antibakteriell und wird für Küchenutensilien oder Waschmaschinen verwendet. Nanopartikel finden sich aber auch in Antifalten-Cremes oder in der Sonnenlotion. Doch längst nicht alle Wirkungsweisen und Möglichkeiten sind bisher vollständig erforscht.

„Das Problem ist, dass es eine sehr große Zahl unterschiedlicher Nanopartikel gibt“, erklärt Schubert. Pauschale Aussagen sind deshalb schwierig. Genau das wird zum Problem, wenn es um die Risikobewertung geht. Wie gefährlich ist es, Nanoteilchen einzuatmen? Was ist, wenn sie nicht mehr von der Haut verschwinden?

Doch gerade diese Unsicherheit war es, die die beiden Forscher aktiv werden ließ. Wenn nicht sicher ist, dass etwas sicher ist, ist schließlich zumindest Vorsicht geboten. „Es gibt Berichte, dass es durch Nanopartikel auf der Haut zu Rötungen kommen kann“, schildert Schnepf. Also begannen die Wissenschaftler, sich näher mit dem Thema zu beschäftigen – neben ihrer Arbeit an den Promotionen. „Wir sind am Abend im Labor geblieben und haben erste Versuche gemacht“, sagt Schubert.

Die Frage war: Was könnte die Partikel entfernen? Ihr Ansatz dabei klingt erst einmal simpel. „Einfach ausgedrückt, mussten wir eine Umgebung finden, die die Partikel mehr mögen als die Haut.“ Zudem machten sie sich den elektrostatischen Effekt zunutze. Diese spezielle Wechselwirkung rührt von Kräften her, die elektrische Ladungen von Teilchen aufeinander ausüben. Sie experimentierten mit verschiedenen Stoffen und fanden letztlich die Rezeptur für ein Gel, ein besonderes.

Über 60 Chemikalien, die in der Kosmetikindustrie angewendet werden dürfen, nahmen sich die beiden Wissenschaftler dafür vor. Stück für Stück tasteten sie sich an die korrekte Zusammensetzung für ihr Mittel heran. Wichtig war es dabei vor allem, solche Stoffe zu meiden, die ein Eindringen von Partikeln in die Haut begünstigen. „Deshalb sollte man sich bei einer Kontamination mit Nanopartikeln auch niemals die Hände mit Seife waschen“, warnt Schnepf. Seife überwindet die natürliche Hautbarriere. Ein Effekt der in diesem Fall eher Negatives bewirkt.

Gut anderthalb Jahre dauerte es, bis die Zusammensetzung für das Gel gefunden war. Wichtiger Bestandteil ist Aktivkohle, weshalb das Produkt auch schwarz ist. Außerdem sind Schichtsilikate, wasserlösliche Kunststoffe, wie sie etwa in Duschgelen vorkommen, und Wasser enthalten. Die genaue Rezeptur haben sich die Wissenschaftler in diesem Jahr patentieren lassen.

Wirksame Hilfen bei Arbeitsunfällen

All das zusammen sorgt nun dafür, dass die Nanopartikel am Gel anhaften. Kommt es zu einer Berührung der Teilchen mit der Haut, können sich Nutzer das Gel in Zukunft auf die betroffene Körperstelle reiben. Es nimmt die Partikel auf und kann danach einfach unter klarem Wasser abgespült werden. „Unsere Tests haben gezeigt, dass damit weniger als ein Prozent der Nanopartikel auf der Haut zurückbleiben“, sagt Schubert auch ein bisschen stolz. Beim Reinigen nur mit Wasser wären es noch satte 95 Prozent, mit Seife – die aber gar nicht eingesetzt werden darf – immerhin noch ganze 25 Prozent. Am Ende zählt aber auch die Meinung der Anwender. Im IPF haben es Kolleginnen und Kollegen bereits testen dürfen. „Die waren eigentlich alle sehr zufrieden“, erklärt Max Schnepf. Doch nicht nur am eigenen Institut sollen Menschen vom Gel profitieren. Gemeinsam mit dem Betriebswirtschaftler Felix Klee bauen die Forscher über ein Exist-Gründerstipendium gerade ein eigenes Unternehmen auf – DermaPurge. Klee arbeitete bisher als Koordinator interdisziplinärer und internationaler wissenschaftlicher Konsortien am Universitätsklinikum der TU Dresden. Für DermaPurge wird er nun zum Gründer. „Ich finde absolut spannend, was die beiden da entwickelt haben“, sagt er. Das Gel könnte so vielen Menschen helfen, ihre Arbeit sicher erledigen zu können. „Es ist verrückt, dass es derzeit international keine einheitlichen Standards für den Umgang mit Nanopartikeln gibt“, erzählt er weiter. In ein paar Ländern existieren bereits strikte Regelungen, in anderen gibt es gar keine Festlegungen.

Das Gel DermaPurge Nano soll im Januar auf den Markt kommen. Derzeit testen die Gründer noch, welche Verpackung sich dafür am besten eignet. Eine Tube mit Schwämmchen vielleicht? Oder doch ohne? Bei großen Unternehmen könnte es auch im Maxi-Spender an den Waschbecken stehen. Denn nicht nur wissenschaftliche Labore haben die Dresdner als Kunden im Blick. In vielen Firmen ist die Nanotechnologie bereits heute etabliert.

Das Gel ist aber nicht die letzte Idee der drei. „Es gibt zahlreiche andere gesundheitsschädliche Materialien, mit denen Wissenschaft und Industrie umgehen“, sagt Schubert. DermaPurge will auch für andere Fälle wirksame Hilfen bei Arbeitsunfällen finden. Vielleicht hilft ihnen der Zufall.