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12.04.2017

Nanostrukturen, die Bakterien im Keim ersticken

Rolle-zu-Rolle-Produktion von großflächigen antimikrobiellen Folien

Jedes Jahr stecken sich rund 2,6 Mio. Europäer mit Keimen in Krankenhäusern an; fast die Hälfte von ihnen stirbt. Nährböden finden sich trotz steriler Umgebung reichlich. Großflächige antimikrobielle Folien sollen verhindern, dass sich Bakterien auf Oberflächen ansiedeln. Ein EU-Projekt entwickelt dafür erstmals ein Rolle-zu-Rolle-Produktionssystem.

Mikrostrukturierte Oberflächen von der Rolle: Die Strukturen werden so gewählt, dass die Zellhüllen der Mikroben mechanisch beschädigt und die Erreger abgetötet werden (© Fraunhofer IPT)

Mikrostrukturierte Oberflächen von der Rolle: Die Strukturen werden so gewählt, dass die Zellhüllen der Mikroben mechanisch beschädigt und die Erreger abgetötet werden (© Fraunhofer IPT)

Von Bettgittern, Klapptischen, Telefonen und Alarmknöpfen bis hin zu Mobiliar, Türgriffen oder Wasserhähnen: In Krankenhäusern lauern viele Bakterien, die besonders bei anfälligen Patienten zu lebensbedrohlichen Infektionen führen können. Im EU-Projekt „Flexopol“ entwickelt ein internationales Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT ein Produktionssystem, das antimikrobielle Oberflächenstrukturen großflächig und kosteneffizient auf Kunststofffolien anbringen kann. Die Kombination von Material und Oberflächenstruktur soll Keime mit einer Effizienz von bis zu 99% abtöten und deren Wachstum hemmen.

Ziel des Projekts ist der Aufbau einer Pilotlinie zur Herstellung kostengünstiger antimikrobieller Folien für Oberflächen, mit denen Patienten besonders häufig in Berührung kommen. Indem diese Folien der Kontaminationsgefahr entgegenwirken, wird sowohl die Gesundheit der Patienten als auch die des medizinischen Personals geschützt – so wie es die hohen Hygienestandards in medizinischen Umgebungen vorsehen. Dies ist auch wirtschaftlich von Vorteil, da die Kosten für Reinigungs- und Desinfektionsmittel sinken.

Nanostrukturen sollen vor Krankheitserregern schützen

Das Projekt setzt bei der Formulierung des Materials an: Ein Polypropylen-Grundmaterial wird mit Nanokapseln versetzt und zu einem dünnen Film extrudiert. Die Nanokapseln beinhalten pflanzliche Öle, die eine antimikrobielle Wirkung besitzen. In einem Heißprägeprozess werden die Filme mit Nanostrukturen versehen, die das Anhaften von Bakterien und Pilzsporen erschweren, weil die Zellhüllen der Mikroben mechanisch beschädigen und die Erreger abötöten.

Das Fraunhofer IPT führt das Folienmaterial, die Prägewerkzeuge und die Instrumente zur Überwachung der Produktqualität in einer Pilotlinie zusammen. Die Herausforderungen bestehen darin, die antimikrobakteriellen Oberflächenstrukturen nahtlos und großflächig auf das Folienmaterial zu übertragen sowie den Herstellungsprozess der Folien in einen industrienahen Prozess zu überführen.

Das Universitätskrankenhaus Donostia in Spanien und die Labore der Universität Minho in Portugal prüfen und bewerten die Tauglichkeit und Effizienz der neuen Folien. Die Idee ist dabei, ganze Wände und Böden in Krankenhäusern mit diesen Folien zu bekleben und großflächig die Kontamination mit Mikroben zu minimieren. Später sollen auch andere Branchen außerhalb der Medizin von den antimikrobiellen Folien profitieren, beispielsweise die Lebensmittelindustrie oder Hersteller öffentlicher Verkehrsmittel sowie der Sanitärbereich.

Das EU-Projekt „Flexopol“ läuft von Januar 2017 bis Dezember 2019 und wird in dieser Zeit vom Fraunhofer IPT koordiniert. Das Projekt wird von der Europäischen Kommission im Rahmen des Förderprogramms Horizon 2020 mit einem Betrag von 5,17 Mio. EUR gefördert. Die Gesamtkosten betragen 5,68 Mio. EUR.

Beteiligte Forschungseinrichtungen und Industriepartner:

  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Deutschland
  • IK4-Tekniker, Spanien
  • Granata Design Ltd., Großbritannien
  • Universidade do Minho, Portugal
  • Asociación Instituto Biodonostia, Spanien
  • Insitut Catalá de Nanosciència i Nanotecnologia (ICN2), Spanien
  • Propagroup S.p.A., Italien
  • Universaid de Alicante, Spanien
  • Celanese SO.F.TER, Italien
  • Naturality Research and Development SL, Spanien

(me)

Weiterführende Information
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