Antimikrobielle Schichten

Antimikrobielle Oberflächen durch innovative ORMOCER®-Beschichtungen

Funktion Antimikrobiell
© Fraunhofer ISC

 

ORMOCER®-Beschichtungen können so modifiziert werden, dass sie antimikrobiell wirken und somit effektiv gegen Bakterien und andere Mikroorganismen auf bestimmten Oberflächen vorgehen. Dabei lassen sich die antimikrobiellen Wirkmechanismen von ORMOCER®-Beschichtungen in drei Methoden aufteilen.

  • Kontaktmechanismen (»Contact Mechanism«) stellen eine Methode für antimikrobielle Wirkungen bei ORMOCER®-Schichten dar, bei der die aktiven Substanzen kovalent an die ORMOCER®-Matrix gebunden sind. Das führt zu einem langzeitwirksamen antimikrobiellen Effekt und verhindert die Migration sowie die Auslaugung der Substanzen. Allerdings erweist sich diese Methode oft als weniger effektiv in der Zerstörung der Mikroorganismen. Als Beispiele für diesen Wirkmechanismus sind Chitosan und Ammonium-Silane zu nennen, die an die ORMOCER®-Matrix gebunden werden können.

  • Eine weitere Wirkweise von antimikrobiellen ORMOCER®-Schichten ist die Anwendung eines »Release Mechanism«. Das bedeutet, dass in der Beschichtung aktive Substanzen wie Chitosan, Sorbinsäure oder Benzoe-Säure integriert werden, die in ihre Umgebung migrieren können. Diese Methode erweist sich als ausgesprochen effektiv gegen Mikroorganismen, allerdings können solche Beschichtungen keine Langzeitwirkung gewährleisten.

  • Unter der dritten Wirkweise sind verschiedene Herangehensweisen zusammengefasst. Die Wirkung entsteht einerseits durch die Interaktion von aktiven (Nano)-Partikeln (üblich sind Silber oder Zink) mit der Umwelt. Weitere aktive Additive sind etwa photokatalytische Partikel bzw. Strukturen, durch deren Einarbeitung in die ORMOCER®-Schicht Mikroorganismen – zerstört werden können. In letzterem Fall wird UV-Strahlung verwendet, die die nötige Energie liefert um den Prozess zu initiieren. Es können aber auch spezielle sprühgetrocknete Partikel (sog. Suprapartikel) verwendet werden, die einen Wirkstoff einschließen der bei Abrasion freigesetzt wird. Insofern geht diese Wirkweise auch in den Bereich des „Release Mechanism“ über.
     

Antimikrobielle ORMOCER®-Beschichtungen lassen sich auf unterschiedliche Substrate applizieren:

 

  • Textilien: Kleidung, Autositzbezüge oder ähnliches
  • Holz / Folien: vor allem im Möbel- und Wohnbereich
  • Kunststoff: öffentliche Bereiche wie Verkehrsmittel, öffentliche Gebäude etc.
  • Glas: Touch-Displays
Sportequipment antimikrobiell
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Antimikrobiell beschichtete Kunststoffe
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Antimikrobiell beschichtetes Touch-Display
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Antimikrobielle ORMOCER®- Beschichtungen können in verschiedenen Bereichen zu besserer Hygiene beitragen:

  • Im medizinischen Sektor verhindern ORMOCER®- Applikationen auf Textilien-, Kunststoff- und Glasoberflächen die Übertragung von Keimen.
  • Auf Sportbekleidung tragen antimikrobielle ORMOCER®- Schichten zu höherem Tragekomfort bei, da die Beschichtung Bakterien - und somit ungewünschte Gerüche - reduziert.
  • An öffentlichen Orten sorgen antimikrobielle ORMOCER®- Schichten auf Kunststoff oder Glas für Hygiene, beispielsweise bei Aufzug-Knöpfen, Touch-Displays oder Haltegriffen in Bussen oder Zügen. Auch Autositze können mit einem antimikrobiellen Coating versehen werden, etwa für Carsharing-Wägen.

ORMOCER®- Schichten können ihre antimikrobiellen Eigenschaften auf verschiedene Mikroorganismen anwenden. Am Translationszentrum für regenerative Therapien des Fraunhofer ISC werden folgende Tests zum antimikrobiellen Verhalten der Schichten durchgeführt:

  • ORMOCER®-Beschichtung eines ETFE-Films: Hemmhof-Test zur Ermessung der Wirksamkeit gegen Aspergillus Niger DSM 1957
    -> Die Tests haben ergeben, dass die Effektivität gegen Mikroorganismen mindestens sechs Wochen lang anhält.
  • ORMOCER®-Beschichtung eines PP-film-Films: Hemmhof-Test zur Ermessung der Wirksamkeit gegen Saccaromyces Cerevesiae und Micrococcus Luteus
    -> Die Tests haben ergeben, dass auf dem Polymerfilm mit ORMOCER®- Beschichtung kein bakterielles Wachstum stattfindet.