BiziTex intrinsisch mikrobizide Polymerwerkstoffe mit antibakteriellem und gleichzeitig antiviralem Wirkungsspektrum
Projektleiter: Dr. Julia Rautschek
Projektnummer: BMWK / INNO-KOM, 49MF200136
Laufzeit: 01.03.2021 – 31.08.2023
Aufgabenstellung
Ziel des Forschungsvorhabens war es, Textil-Fasern mit halogenierten Stickstoff-Funktionalitäten zu entwickeln, welche sowohl antibakterielle als auch antivirale Eigenschaften aufweisen. Der Fokus lag auf stabilen und regenerierbaren Materialien, welche in vielfältigen medizinischen Anwendungen eingesetzt werden können. Es sollten einerseits intrinsisch stickstoffhaltige Polymere direkt in der Faserform chloriert werden, andererseits sollten Polymermodifikationen mit cyclischen, halogenierbaren Gruppen funktionalisiert und anschließend chloriert werden. Es war geplant, die Produkte sowohl hinsichtlich ihrer mechanischen und bioaktiven Eigenschaften zu charakterisieren, als auch die Stabilität der Fasern bei Lagerung bzw. bei Waschvorgängen sowie die Regenerierbarkeit zu untersuchen.
Ergebnisse
Im Ergebnis der Forschungsarbeiten konnte abgeleitet werden, dass durch Behandlung von kommerziellem Polyamid 6 (PA6) unter bestimmten Chlorierungsbedingungen sowohl antibakterielle als auch antivirale Eigenschaften resultieren. Damit gehen ein leichter Molmassenabbau und eine leichte Erhöhung der Zytotoxizität der Fasern einher. Es konnte zudem die Stabilität und Regenerierbarkeit untersucht werden mit dem Ergebnis, dass die Fasern eine durchaus hohe Lagerstabilität ohne Verlust der Bioaktivität aufweisen, eine Regenerierbarkeit jedoch nicht gegeben ist. Die Anwendung der chlorierten PA6-Fasern wurde praxisnah an einem Kittel demonstriert.
Als potentiell stabilere Alternative zu PA6 wurde ein teilaromatisches Polyamid synthetisiert und zu Fasern verarbeitet, nachdem die zunächst synthetisierten Polyhydrazide thermoplastisch nicht verarbeitbar waren. Es stellte sich heraus, dass dieses eine sehr gute Biokompatibilität aufweist und durch Chlorierung eine starke antibakterielle Wirksamkeit erzielt werden konnte. Eine antivirale Wirkung konnte jedoch in den Tests nicht nachgewiesen werden. Für die Modifizierung der Polymere mit cyclischen, halogenierbaren Gruppen wurden geeignete Kupplungsmechanismen an PA6 erarbeitet. Für Polyurethan war die Anknüpfung hingegen nicht möglich. Die Produkte wiesen allerdings keine Vorteile hinsichtlich Stabilität und Wirkung gegenüber den Ausgangspolymeren auf.
Anwendung
Das entwickelte Polyamid-Textil kann in Form von persönlicher Schutzausrüstung für Beschäftigte im Klinikbetrieb, Arztpraxen, Pflegepersonal und Rettungskräfte eingesetzt werden. Speziell zu nennen sind hier Kittel, Schürzen, Mund-Nasen-Schutz, Handschuhe und Haarschutzartikel. Für das teilaromatische Polyamid sind ebenfalls Anwendungen, evtl. auch unabhängig von einer Chlorierung, im Medizinprodukte-Bereich interessant.
