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OMPG vereinfacht Prüfungen auf antivirale Wirksamkeit (c) OMPG
Plaquetitertest des Bakteriophagen phi6
25.04.2021

OMPG vereinfacht Prüfungen auf antivirale Wirksamkeit

  • Mehr denn je steht die antibakterielle und antivirale Ausrüstung von Textilien und Kunststoffen im Fokus von Forschung und Entwicklung. Wie gut die Materialien wirken, musste bisher durch aufwändige Testmethoden mit der Anzucht spezieller Viren ermittelt werden. Kommen stattdessen Bakteriophagen zum Einsatz, ergibt sich eine deutliche Effizienzsteigerung bei vergleichbaren Ergebnissen.

Für die Prüfung antiviraler Materialien existieren internationale Standards, darunter die ISO 18184 (Bestimmung der antiviralen Aktivität von Textilerzeugnissen) und die ISO 21702 (Messung der antiviralen Aktivität an Kunststoffen und anderen nicht-porösen Oberflächen). Beide Normen legen als Testorganismen das Influenza-A-Virus (Grippevirus) und das Feline Calicivirus (FCV, Katzenschnupfen) zu Grunde.

  • Mehr denn je steht die antibakterielle und antivirale Ausrüstung von Textilien und Kunststoffen im Fokus von Forschung und Entwicklung. Wie gut die Materialien wirken, musste bisher durch aufwändige Testmethoden mit der Anzucht spezieller Viren ermittelt werden. Kommen stattdessen Bakteriophagen zum Einsatz, ergibt sich eine deutliche Effizienzsteigerung bei vergleichbaren Ergebnissen.

Für die Prüfung antiviraler Materialien existieren internationale Standards, darunter die ISO 18184 (Bestimmung der antiviralen Aktivität von Textilerzeugnissen) und die ISO 21702 (Messung der antiviralen Aktivität an Kunststoffen und anderen nicht-porösen Oberflächen). Beide Normen legen als Testorganismen das Influenza-A-Virus (Grippevirus) und das Feline Calicivirus (FCV, Katzenschnupfen) zu Grunde.

„Da Anzucht und Kultivierung von Viren, im Speziellen von humanpathogenen Viren, in Zellkulturen relativ aufwändig sind, hat die OMPG die Prüfungen auf antivirale Wirksamkeit durch die Verwendung von Bakteriophagen deutlich vereinfacht“, sagt Dr. Thomas Dauben, Laborleiter Biologie. „Bakteriophagen infizieren spezifisch Bakterien und sind daher nicht nur einfacher und schneller zu kultivieren als die normgeforderten Viren, sondern stellen zudem auch kein Gesundheitsrisiko für den Menschen dar.“

Der von der OMPG verwendete Bakteriophagen phi6 gehört zur Gattung der Cystoviren und damit zur einzigen Bakteriophagen-Familie mit einer vollständigen Virushülle. Aufgrund dieser morphologischen Eigenschaft verfügt der Bakteriophage auch über einen Vermehrungszyklus, der mit jenem von anderen behüllten humanpathogenen Viren, wie Influenza A oder SARS-CoV-2, vergleichbar ist. „Aus diesem Grund eignet er sich hervorragend als Surrogatvirus – also als vergleichbarer Alternativvirus – für derartige humanpathogene Viren“, so Dr. Dauben. Folglich können mit der von der OMPG modifizierten Prüfmethode nun die antiviralen Prüfungen von Textilien und Kunststoffen einfacher und effizienter durchgeführt werden.

Die Weiterentwicklung von Prüfmethoden durch die OMPG läuft auch mit der Materialforschung am Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) Hand in Hand. Dort ist die antimikrobielle Ausrüstung von Kunststoffen seit langem ein wichtiger Arbeitsgegenstand. Sowohl eigens entwickelte antibakterielle Silber- und Zink-basierte Additive als auch antivirale Beschichtungen wurden bereits im Rahmen von Forschungsprojekten untersucht.

Hintergrund: Ablauf einer Prüfung auf antibakterielle und antivirale Wirksamkeit

Die Prüfverfahren sind an die jeweiligen antibakteriellen Prüfnormen für Textilien (DIN EN ISO 20743) und Kunststoffe (ISO 22196) angelehnt: Hierbei werden jeweils zwei Bakterienarten, ein gram-positives und ein gram-negatives Bakterium, für die Testung verwendet. Diese werden in einer definierten Zellzahl auf die Proben aufgebracht und nach einer Kontaktzeit von 24 Stunden wieder abgelöst. Anschließend wird die Lebendzellzahl im Vergleich zu einem Kontrollmaterial bestimmt. Die Keimzahlreduktion entspricht der antibakteriellen Wirksamkeit. Für diese Prüfungen ist die OMPG bereits von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) und der Zentralstelle der Länder für Gesundheitsschutz bei Arzneimitteln und Medizinprodukten (ZLG) akkreditiert.

Analog hierzu werden antivirale Prüfungen durchgeführt: Eine vorgegebene Anzahl an Viren wird auf die Proben aufgetragen und nach zwei Stunden (Textilien) bzw. 24 Stunden (Kunststoffe) wieder abgelöst. Die Anzahl der Viren wird dann mittels eines Plaquetitertests bestimmt, indem die Viren in einer dekadischen Verdünnungsreihe auf einen Zellrasen aufgebracht und die entstehenden zellfreien Zonen, sogenannte „Plaques“, gezählt werden. Daraus kann der Virustiter auf den Proben berechnet und im Vergleich zu einem nicht antiviral-ausgerüsteten Kontrollmaterial die Virusreduktion ermittelt werden. Diese Reduktion entspricht der antiviralen Wirksamkeit.

More information:
OMPG Plaquetitertest
Source:

TITK-Gruppe

(c) TITK / Steffen Beikirch
16.04.2021

Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. baut seine Infrastruktur aus

  • Förderung mit 550.000 Euro im Rahmen des Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen

Das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) mit Sitz in Rudolstadt erhält rund 550.000 Euro für Investitionen in Geräteinfrastruktur und Digitalisierung. Die Förderung ist Teil des im Februar aufgelegten Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen.
 

  • Förderung mit 550.000 Euro im Rahmen des Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen

Das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) mit Sitz in Rudolstadt erhält rund 550.000 Euro für Investitionen in Geräteinfrastruktur und Digitalisierung. Die Förderung ist Teil des im Februar aufgelegten Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen.
 
„Die Frage, wie wir schnell von der Forschung zur Anwendung, von der Idee zum marktfähigen Produkt kommen, ist zentral für die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit unserer Wirtschaft“, so Wissenschaftsstaatssekretär Carsten Feller, der bei seinem Besuch am TITK die Förderbescheide übergab. „Die wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen sind ein wichtiger Teil der Antwort darauf.“ Mit dem „FuE-Schub“ wolle das Land die Einrichtungen deshalb dabei unterstützen, in die Modernisierung von Geräten und Ausstattungen zu investieren, so der Staatssekretär: „Eine technische Infrastruktur auf neuestem Stand trägt dazu bei, dass sie ihrer Scharnierfunktion zwischen Wirtschaft und Wissenschaft auch wirklich gerecht werden können.“
 
Die Fördermittel investiert das TITK einerseits in die Anschaffung eines 3D-Druckzentrums für Selektives Laser-Sintern (SLS) und in eine Extrusionsanlage für Katheter aus Silikon (446.000 Euro). Mit diesen Anlagen können funktionalisierte Polymerwerkstoffe zu Bauteilen und Halbzeugen verarbeitet werden. Andererseits nutzt das TITK die Mittel, um die Digitalisierung von Organisations- und Verwaltungsprozessen sowie von Forschungsergebnissen weiter auszubauen (103.000 Euro). Dazu soll bspw. ein Dokumenten-Management-System eingeführt und ein SQL-Datenbankserver angeschafft werden.

„Dank dieser wichtigen Unterstützung des Landes bleiben wir mit unserer technischen Infrastruktur weiterhin eng am Bedarf der industrienahen Forschung“, freut sich TITK-Direktor Benjamin Redlingshöfer. Sowohl beim neuen Laserdruckzentrum als auch bei der neuen Katheter-Extrusionsanlage könne das Institut seine Kompetenzen in der Entwicklung und Funktionalisierung von Werkstoffen weiter vorantreiben. „Und nicht zuletzt freuen wir uns erstmals über eine Förderung für ein dringend notwendiges Digitalisierungsprojekt“, betont Redlingshöfer.
 
Die Förderung ist Teil des Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“, im Rahmen dessen das Wissenschaftsministerium die wirtschaftsnahen Thüringer Forschungseinrichtungen mit zusätzlich fünf Millionen Euro bei der Anschaffung von Geräten, Ausstattungen und digitalen Infrastrukturen unterstützt. Die Projekte müssen einem der fünf Schwerpunkte der Thüringer Innovationsstrategie zuzuordnen sein. Die Mittel für das Programm „FuE-Schub“ stammen aus dem Corona-Sonderfonds, den das Land im vergangenen Jahr aufgelegt hatte. Für die Förderung der angewandten und wirtschaftsnahen Forschung und Technologie insgesamt stellt das Ministerium allein in diesem Jahr mehr als 250 Millionen Euro bereit.

More information:
TITK TITK Rudolstadt
Source:

TITK

(c) smartpolymer / Steffen Beikirch
Dr. Frank Wendler von der smartpolymer GmbH mit Material der Marke Cell Solution bioactive.
08.04.2020

smartpolymer: bioaktive Faser für den Einsatz in Atemschutzmasken

In der Corona-Krise ist eine Entwicklung des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) derzeit besonders gefragt: die antimikrobiell wirksame Cellulose-Faser mit Silber-Ionen. Die smartpolymer GmbH, ein Unternehmen der TITK-Gruppe, stellt sie auf einer Pilotanlage unter dem Namen Cell Solution bioactive her. Abnehmer sind unter anderem die Hersteller von Atemschutzmasken.

Die natürliche antibakterielle Wirkung von Silber wird seit Jahrhunderten zur Entkeimung genutzt. Durch Anreicherung mit dem Edelmetall – bis zu 6 Prozent Silbergehalt sind einstellbar – kann die Cellulose-Faser aus Rudolstadt gerade in Krankenhäusern oder Hygienebereichen einen wertvollen Beitrag zum Schutz vor unerwünschten Keimen leisten. Nach der Verarbeitung zu einem Vlies lässt sie sich unter anderem als eine Lage in Atemschutzmasken integrieren.

In der Corona-Krise ist eine Entwicklung des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) derzeit besonders gefragt: die antimikrobiell wirksame Cellulose-Faser mit Silber-Ionen. Die smartpolymer GmbH, ein Unternehmen der TITK-Gruppe, stellt sie auf einer Pilotanlage unter dem Namen Cell Solution bioactive her. Abnehmer sind unter anderem die Hersteller von Atemschutzmasken.

Die natürliche antibakterielle Wirkung von Silber wird seit Jahrhunderten zur Entkeimung genutzt. Durch Anreicherung mit dem Edelmetall – bis zu 6 Prozent Silbergehalt sind einstellbar – kann die Cellulose-Faser aus Rudolstadt gerade in Krankenhäusern oder Hygienebereichen einen wertvollen Beitrag zum Schutz vor unerwünschten Keimen leisten. Nach der Verarbeitung zu einem Vlies lässt sie sich unter anderem als eine Lage in Atemschutzmasken integrieren.

„Die Faser wirkt antibakteriell und fungizid – tötet also Keime und Pilze sehr zuverlässig ab“, erläutert Dr. Frank Wendler, der bei smartpolymer die Forschung und Entwicklung der Cell Solution-Funktionsfasern verantwortet. Hierbei handelt es sich um Lyocell-Fasern*, die mit verschiedensten Zusatzfunktionen ausgestattet werden können. Das Besondere: Die Wirkstoffe werden durch ein patentiertes Verfahren direkt in die Faser eingebracht. „Dadurch erreichen wir einen Depot- und einen so genannten Release-Effekt. Das bedeutet, der Wirkstoff bleibt in der Faser gespeichert und wird kontinuierlich über einen längeren Zeitraum nach außen abgegeben“, betont Wendler.

Bei der Verwendung in Atemschutzmasken kommt der Faser noch ein besonderes Merkmal zugute: Lyocell absorbiert Feuchtigkeit sehr gut. Damit wird ein großer Nachteil von Schutzmasken abgeschwächt: Die Ausatemluft durchfeuchtet das Filtermaterial mit der Zeit und macht es so zu einem idealen Nährboden für das Überleben und die Vermehrung von Keimen. Nicht so mit der Entwicklung aus Rudolstadt. Dank der natürlichen Eigenschaften der Lyocell-Faser kann das Vlies bis zu 50 Prozent seines Materialgewichts an Feuchtigkeit aufnehmen. Und die in der Faser gebundenen Silber-Ionen machen die Bakterien rasch unschädlich. Daher können solche Atemschutzmasken vergleichsweise länger getragen und mehrfach verwendet werden.

Die Nachfrage nach Cell Solution bioactive steigt gerade stark an: smartpolymer konnte die Produktion vom großen Labormaßstab erfolgreich auf den Technikumsmaßstab übertragen. Mit Einführung eines Drei-Schicht-Systems soll das Volumen nun kurzfristig so weit wachsen, dass bis zu 10 Tonnen Textil pro Monat mit der Faser ausgerüstet werden können. An einem weiteren Scale-up wird bereits mit Hochdruck gearbeitet.

Die Faser Cell Solution bioactive ist bei der Prüfgemeinschaft Oeko-Tex gelistet und für den Einsatz in Textilien zugelassen. „Zudem erfüllt sie im Stoffkreislauf alle Anforderungen der Nachhaltigkeit“, ergänzt Wendler. „Die Faser wird besonders umweltverträglich hergestellt und ist biologisch abbaubar.“

More information:
TITK Smartpolymer
Source:

TITK-Group