Nur von wenigen Arbeitsgruppen wurden Wirkungen von Millimeterwellen- oder Terahertzstrahlung auf Zellkultursysteme untersucht. In erster Linie ist hier das EU-Forschungsprogramm "THz-Bridge" zu nennen. Untersucht wurden insbesondere Effekte auf die DNA oder die Verteilung von Chromosomen. Bei einer Befeldungsdauer unter einer Stunde wurden keine Effekte gefunden. Eine israelische Arbeitsgruppe beschrieb bei einer Befeldungsdauer von mindestens zwei Stunden (nicht darunter) bei 100 Gigahertz Störungen der Chromosomenverteilung in teilungsfähigen Lymphozyten (Korenstein et al. 2008).

In zwei Untersuchung an einer speziellen Zelllinie (Mensch-Hamster-Hybrid) sowie an menschlichen Hautzellenwurden ebenfalls Hinweise auf Störungen des für die Chromosomenverteilung wichtigen Spindelapparats beschrieben (Hintzsche et al. 2011, De Amicis et al. 2015). Jedoch wurden in einem im Auftrag des BfS durchgeführten Ressortforschungsvorhaben in menschlichen Hautzellen (Fibroblasten und Keratinozyten) bei einer Befeldung mit 106, 380 und 2.520 Gigahertz im Mikrokerntest keine Hinweise auf chromosomale Schäden und im COMET-Test keine Hinweise auf DNA-Schäden gefunden (Hintzsche et al. 2012, Hintzsche et al. 2013).

In menschlichen Zellen des Auges und der Linse wurden bei 40 oder 60 GHz und einer Befeldungsdauer von 24 Stunden keine gentoxischen Effekte im Mikrokerntest und im COMET-Test beobachtet (Koyama et al. 2016 und 2019).

In einem Review von Karipidis et al. aus dem Jahr 2021 wurden experimentelle Studien zusammengefasst, die Effekte von Millimeterwellen im Frequenzbereich 6-300 GHz untersuchten. Biologische Endpunkte waren u.a. Genexpression, Zellsignalübertragung, Gentoxizität und Zellproliferation. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass es keine bestätigten Beweise dafür gibt, dass schwache Millimeterwellen mit biologischen Wirkungen verbunden sind, die für die menschliche Gesundheit relevant sind. Viele der Studien, in denen über Wirkungen berichtet wurde, stammten von denselben Forschungsgruppen, und die Ergebnisse wurden nicht unabhängig reproduziert. In den meisten Studien wurden Methoden zur Expositionsbewertung und -kontrolle verwendet, die von geringer Qualität waren. Darüber hinaus fehlte in vielen Studien eine Temperaturkontrolle, weshalb nicht ausgeschlossen werden kann, dass beobachtete Wirkungen auf eine Erwärmung der Proben zurückzuführen sind.

Die in diesem Frequenzbereich vom Europäischen Rat und von der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) empfohlenen Grenzwerte beruhen auf wenigen vorliegenden wissenschaftlichen Studien. Entsprechend den empfohlenen Grenzwerten soll die Leistungsflussdichte für die Strahlenbelastung der Bevölkerung 10 Watt pro Quadratmeter (W/m²) nicht übersteigen. Die vom BfS 2010 untersuchten Geräte verursachen deutlich niedrigere Strahlenbelastungen. Nur unter dieser Voraussetzung ist der Einsatz aus Strahlenschutzsicht akzeptabel.

Aus grundsätzlichen Strahlenschutzerwägungen ist eine Vermeidung unnötiger Expositionen anzustreben. Deshalb sollte unter Strahlenschutzgesichtspunkten dem Einsatz passiver Systeme grundsätzlich der Vorzug gegeben werden.

Weitere Forschung ist nötig

Da zu biologischen Wirkungen im Millimeterwellen- und Terahertzfrequenzbereich nach wie vor weniger Daten vorliegen als zu Wirkungen niedriger Frequenzen, die bisher für den Mobilfunk genutzt wurden, hat das BfS bereits im Rahmen der Ressortforschung erste Untersuchungen durchführen lassen. Aktuell ist es geplant, zukünftig Millimeterwellen auch für den neuen Mobilfunkstandard 5G zu nutzen. Deswegen ist weitere Forschung in diesem Bereich nötig und wird vom BfS im Rahmen des Forschungsvorhabens Wirkungen auf Zellen der Körperoberfläche bei Expositionen mit Zentimeter- und Millimeterwellen (5G Frequenzen) gefördert. Verfahren zur Bestimmung der Exposition wurden im Vorhaben Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Bestimmung der Exposition gegenüber nichtionisierender Strahlung mit Frequenzen im Terahertzbereich untersucht.

• Avital Korenstein-Ilan, Alexander Barbul, Pini Hasin, Alon Eliran, Avraham Gover, Rafi Korenstein (2008): Terahertz Radiation Increases Genomic Instability in Human Lymphocytes. Radiation Research: Vol. 170, No. 2, pp. 224-234, doi: 10.1667/RR0944.1 (Abstract, in englischer Sprache)
• Hintzsche H, Jastrow C, Kleine-Ostmann T, Stopper H, Schmid E, Schrader T (2011) Terahertz Radiation Induces Spindle Disturbances in Human-Hamster Hybrid Cells, Radiation Research: Vol 175, No 5, pp. 569-574 (Abstract, in englischer Sprache)
• Hintzsche H, Jastrow C, Kleine-Ostmann T, Kärst U, Schrader T, Stopper H (2012), Terahertz Electromagnetic Fields (0.106 THz) do not induce manifest genomic damage in vitro, PLoS One, (Volltext, in englischer Sprache)
• Hintzsche H, Jastrow C, Heinen B, Baaske K, Kleine-Ostmann T, Schwerdtfeger M, Shakfa MK, Karst U, Koch M, Schrader T, Stopper H (2013), Terahertz Radiation at 0.380 THz and 2.520 THz Does Not Lead to DNA Damage in Skin Cells In Vitro. Radiat Res 179 (1): 38 – 45 (Abstract, in englischer Sprache)
• Amicis A, Sanctis S, Cristofaro SD, Franchini V, Lista F, Regalbuto E, et al. Biological effects of in vitro THz radiation exposure in human foetal fibroblasts. Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen (2015) 793:150-60
• Koyama, Shin, et al. "Effects of long-term exposure to 60 GHz millimeter-wavelength radiation on the genotoxicity and heat shock protein (HSP) expression of cells derived from human eye." International journal of environmental research and public health 13.8 (2016): 802.
• Koyama, Shin, et al. "Long-term exposure to a 40-GHz electromagnetic field does not affect genotoxicity or heat shock protein expression in HCE-T or SRA01/04 cells." Journal of radiation research 60.4 (2019): 417-423.
• Karipidis K, Mate R, Urban D, Tinker R and Wood A. 5G mobile networks and health-a state-of-the-science review of the research into low-level RF fields above 6 GHz. J Expo Sci Environ Epidemiol (2021) 31(4):585-605.