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Neue Materialien mit antibakteriellen Eigenschaften auf der Basis von modifiziertem Polyacrylnitril für Anwendungen in der Dekontamination, im Personenschutz und in der Medizin

Projektleiter:                  Dr. Peter Bauer
Projektnummer:             BMWi / INNO-KOM, MF160138
Laufzeit:                          01.03.2017 – 31.08.2019

Aufgabenstellung

Die F&E-Arbeiten standen im Dienste eines Konzepts des Ineinandergreifens von „Schützen und Heilen“. Es ging um die Entwicklung und Herstellung von Versuchsmustern von antibakteriell wirksamen Funktionsmaterialien, die verschiedene Grade einer Schutz- und Präventionsfunktion gegenüber MRSA-Erregern wie Staphyloccocus Aureus und Escherichia-Coli übernehmen können. Dazu sollten Grundbausteine in eine Modacrylfaser eingebaut werden, die ohne weitere Additivierung bacterizide Wirkung zeigen bzw. mit antibakteriell wirksamen Polymeren ausgerüstet werden können. Acrylnitrilbasierte Copolymerisate wurden entwickelt, um diese nach dem DMSO –Naßspinnverfahren zu Filamenten zu verarbeiten. Um die antibakterielle Wirksamkeit der Filamente zu erzielen, sollte das Prinzip der Kontaktabtötung von Keimen zur Anwendung kommen. Saure Gruppen auf der Oberfläche der Materialien sollten den Elektrolythaushalt der Bakterien stören und durch ein Absterben der Mikroben bewirken.

Ergebnisse

In Abhängigkeit der experimentellen Bedingungen, wie z.B. der Nährstoffkonzentrationen für die Bakterienstämme wurden bakteriostatische bzw. bakterizide Wirkungen der polymeren Systeme festgestellt.

Über die Polymerisationstechnologie wurden diese Materialien optimiert und die Herstellung und Verarbeitung den Erfordernissen der Faserpräparation angepaßt. Um die Materialien zur Einsatzreife für künftige Anwender zu bringen und um Einsatzkriterien für Schutzkleidung oder antibakteriell ausgerüsteten Textilien im medizinischen Bereich zum Schutze gegen MRSA-Erreger zu erfüllen, laufen gegenwärtig Optimierungsversuche.

Anwendung

Die Systeme können nun als Oberflächenbeschichtungen und als Faserausrüstung gegenüber weiteren Bakterienstämmen getestet werden. Dazu sollen über S. Aureus und E. Coli hinaus auch Erreger wie Clostridium Difficile fokussiert werden. Künftige Anwendungsfelder sind antibakteriell ausgerüstete Schutzkleidung im medizinischen Bereich, für Arbeitskleidung für extreme Bedingungen mit hoher Infektionsgefahr, wie z.B. Kanalreinigung- und Instandhaltung, oder textile antibakteriell wirksame Filtermaterialien für die Regulierung des Raumklimas in Gebäuden oder Fahrzeugen.