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15.06.2024

07.07.2023

Nächste Generation antimikrobieller Beschichtungstechnologien

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Pathogenen Mikroorganismen, wie Bakterien, Viren oder Parasiten, werden schnell übertragen und können so in kürzester Zeit zu katastrophalen und langfristigen Folgen führen. Das hat uns SARS-CoV-2, das für die Corona-Pandemie verantwortliche Virus, gezeigt.

Verschärft wird diese Situation durch die zunehmende Antibiotikaresistenz. Eine mögliche Lösung, damit sich Krankheitserreger weniger schnell verbreiten, ist eine bessere Oberflächenhygiene in möglichst vielen Bereichen des täglichen Lebens.

Im Projekt Next Generation BiOactiVe NAnocoatings (NOVA) arbeiten dazu 14 Partner aus 9 Ländern an marktreifen Lösungen: Wissenschafter und Industrie-Vertreter erforschen und testen hocheffiziente, umweltfreundliche und stabile antimikrobielle (antibakterielle, antivirale, antimykotische) Beschichtungstechnologien, um damit das Risiko künftiger mikrobieller Infektionen zu verringern.

"Die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass Hygiene für unsere Gesundheit von größter Bedeutung ist. Aber wir können uns nicht ständig auf eine umfassende chemische Reinigung verlassen. Wir brauchen neue, hochwirksame Technologien, die von vorneherein sicher sind", so Anthonie Stuiver, leitender Wissenschaftler bei AkzoNobel.

In NOVA arbeitet ein interdisziplinäres Forschungsteam daran, mindestens vier neuartige antimikrobielle Beschichtungen für häufig berührte Oberflächen in vier spezifischen Anwendungsbereichen zu entwickeln: öffentliche Räume, medizinische Räume, Textilien und Touchscreens. Die Entwicklung in jedem dieser Bereiche wird von einem Industriepartner aus dem Konsortium begleitet: AkzoNobel, Siemens Healthineers, SPARTHA Medical und Evonik.

In einem ersten Schritt werden dazu konkrete Herausforderungen und Anwendungsfälle der Industriepartner gesammelt und als Grundlage für die Entwicklung neuartiger antimikrobieller Beschichtungstechnologien von den akademischen NOVA-Partnern verwendet. Zudem nutzen Forschende bei Preste datengestützte Erkenntnisse, um Formulierungen und Prozesse für antimikrobielle Beschichtungen zu optimieren und zu beschleunigen. In einem letzten Schritt sind die Experten für Produktinnovation bei Dolmen Design and Innovation dafür verantwortlich, dass für jede endgültige Beschichtung geeignete Applikationswerkzeuge zur Verfügung stehen.

Gemeinsam mit den Partnern Industrial Microbiological Services LTD und der Manchester Metropolitan University werden die antimikrobiellen Materialien geprüft und validiert. Da die derzeitigen Methoden keine robusten, reproduzierbaren Daten für echte Bedingungen liefern, arbeitet das NOVA-Team auch an neuen antibakteriellen, antimykotischen und antiviralen Testmethoden für echten und praxisnahen Situationen.

Um Informationen über die Sicherheit der Beschichtungsmaterialien zu erhalten, arbeitet in NOVA ein Team von Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme, Empa, der Universität Ljubljana und Inserm zudem daran, bestehende Toxizitätsprüfmethoden an die besonderen Anforderungen von Beschichtungen anzupassen. Daneben liegt der Fokus auf einem nachhaltigen Produktdesign.

Die im Rahmen von NOVA bereits entstandenen antimikrobiellen Beschichtungslösungen haben unterschiedliche Eigenschaften: Die antimikrobiellen Beschichtungen von SPARTHA Medical basieren auf Kontaktabtötung und bestehen aus einer schichtweisen Mischung von wasserlöslichen Biopolymeren. Die drei anderen antimikrobiellen Beschichtungen von Evonik, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung und Polymer Institute SAS hingegen werden durch sichtbares oder künstliches Licht ausgelöst und basieren auf verschiedenen Arten von Nanopartikeln mit jeweils unterschiedlichen Wirkungsweisen und antimikrobieller Aktivität.

Über NOVA

NOVA wird von der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. koordiniert. Das Projekt begann am 1. September 2022 und hat eine Laufzeit von vier Jahren. Es wird von der Europäischen Kommission im Rahmen des Horizon Europe Frameworks, dem Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) und dem UK Research and Innovation (UKRI) mit rund 7,5 Mio. € finanziert.

Quelle: DECHEMA