Aus der Branche

• Livinguard optimiert die eigene, selbstdesinfizierende Technologie und entwickelt erste permanente, biozidfreie Technologieplattform

Die patentierte Technologie des Schweizer Hygiene-Unternehmens Livinguard zerstört kontinuierlich und nachweislich 99,9 Prozent von Krankheitserregern (Mikroben) wie Viren und Bakterien. Dazu zählen unter anderem Influenza- und Gelbfieberviren, Coronavirus SARS-CoV-2 und diverse Varianten des Corona-Virus, Tuberkulose- und E. Coli- Bakterien, Staphylokokken und Salmonellen. Die Livinguard Technologie basiert auf dem Prinzip der physikalischen Desinfektion: Oberflächen werden mit dauerhaft positiven Ladungen versehen, die negativ geladene Mikroben anziehen und deren Zellwände beschädigen, wodurch diese für den Menschen unschädlich gemacht werden.

Mit dieser Technologie ausgestattete Produkte sind über lange Zeiträume wiederverwendbar und damit um ein vielfaches nachhaltiger als Einmalprodukte. Aus diesem Grund wurde der Livinguard Pro Mask im September 2021 der renommierte Award „Sustainability Product of the Year“ verliehen.

Diese bereits erprobte und wirksame Livinguard Technologie hat das Unternehmen nun entscheidend weiterentwickelt und optimiert. Im Rahmen des Kongresses „Restart“ in Berlin im September 2021 stellte das Unternehmen die weltweit erste permanente biozidfreie Desinfektion vor. Diese neue Methode arbeitet weiter auf Basis der bestehenden, patentgeschützten Wirkprinzipien der positiv geladenen Oberflächen. Zudem wirkt die Technologie dauerhaft selbstdesinfizierend und kann über verschiedene Verfahren auf vielen verschiedenen Materialien (darunter Textilien, Kunststoffen und Papier) angewendet werden. Dank dieser permanenten Wirksamkeit der Selbstdesinfektion und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten stellt diese Neuentwicklung eine bahnbrechende Innovation im Bereich der Hygiene dar und ist zugleich ein weiterer wichtiger Schritt in Sachen Nachhaltigkeit.

Die nun erstmals vorgestellte biozidfreie Livinguard Technologie ist aufgrund ihrer auf elektrischer Ladung basierenden Funktionsweise sicher für den Menschen und stellt damit eine hervorragende umwelt- und ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen Desinfektionsmethoden dar. Wissenschaftliche Tests zeigen, dass die antimikrobiellen Eigenschaften an das Trägermaterial binden und so weder durch Zeitablauf oder andere Einflüsse (z.B. Waschung) an Wirksamkeit einbüßen. Da die Livinguard Technologie auf einem mechanischen Wirkprinzip basiert, ist die Bildung von Resistenzen äußerst unwahrscheinlich.
Die Wirksamkeit der zugrundeliegenden biozidfreien Technologie wurde von Dr. Torsten Koburger-Janssen (Hygiene Nord, Deutschland) begutachtet. In seiner Untersuchung konnte er nachweisen, dass die Gesamtkeimzahl auf mit Livinguard Technologie behandelten Textilien nach 48 Stunden signifikant niedriger lag als bei unbehandelten Stoffen. Auch wenn das Keimwachstum nicht völlig unterbunden wurde, so lag auch dieser Faktor deutlich niedriger als in der unbehandelten Vergleichsgruppe. Daneben wurde auch die versprochene Geruchsreduktion auf Textilien von Probanden bestätigt, ohne dass dies eine explizite Fragestellung dieser Gesamtkeimzahl-Untersuchung gewesen wäre.

Die Livinguard Technologie findet in den unterschiedlichsten Bereichen Anwendung, darunter im medizinischen Sektor sowie in diversen Industrien. Derzeit setzt Livinguard seine Technologie mit der biozid und der biozidfreien Formulierungsplattform bei Gesichtsmasken, Kleidung für den privaten Gebrauch und den Beruf, Hygieneprodukten, Computer-Tastaturen sowie bei Luft- und Wasserfiltern ein.

• 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.

• Fertigung von One Piece Masks aus Präzisionsgewebe in Jacquard-Webtechnik

Angestoßen durch den Webmaschinenhersteller Lindauer DORNIER, starten die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) ein Projekt zur Entwicklung wiederverwendbarer, medizinischer Gesichtsmasken auf Basis hochpräziser Luftdüsen-Webtechnik. Das Vorhaben schafft die Voraussetzungen, um zusammen mit namhaften Industriepartnern aus der Region und dem Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH innerhalb von 4-6 Monaten die Entwicklung, Prüfung, Zulassung, Anlaufproduktion und den Reinigungsservice für wiederverwendbare medizinische Gesichtsmasken aufzubauen. Das Projekt wurde zusammen mit zwei weiteren herausragenden Corona-Projekten aus 120 landesweit eingereichten Anträgen ausgewählt und wird mit 195 000 Euro durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau unterstützt.

Das nun bewilligte Projekt unter Leitung von Dr. Hans Jürgen Bauder, Bereichsleiter Webtechnologien an den DITF, adressiert diese Anforderungen mit einem völlig neuen Fertigungsansatz: Während die gängigen Schutzmasken aus Vliesstoff hergestellt und nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden, setzen die Denkendorfer Forscher auf „konfektionsfreie“ One Piece Masks aus leistungsfähigem Präzisionsgewebe in Jacquard-Webtechnik und schaffen ergänzend die Voraussetzung zur Mehrfachverwendung, um Abfall zu sparen und Lieferengpässe zu vermeiden. Es wird ein innovatives Herstellungskonzept für flexibel anpassbare Masken mit deutlich verbessertem Tragekomfort und damit auch höherer Schutzfunktion realisiert. Die Herstellkosten liegen nach erster Kalkulation bei 6-8 Cent/Maske und bieten damit eine realistische Grundlage für die Massenproduktion.

Für das ambitionierte Vorhaben nutzen die DITF modernste Technik verbundener Textilmaschinenbauer und Textilhersteller: Lindauer Dornier stellt die benötigten Luftdüsenwebmaschinen zur Verfügung, die Stäubli AG ist Projektpartner für die Jacquardwebtechnik. Für die aufwendige Herstellung des Kettbaums und das Einziehen der Kettfäden hat Global Safety Textiles Unterstützung zugesagt. Die Firma TWD-Fibres liefert für die Prototypen und die Anlaufproduktion antimikrobielle Filamentgarne und Texturgarne. Parallel werden aus den DITF Technika voraussichtlich auch sogenannte Splittfasern, die eine erhöhte Abscheideleistung begünstigen und fast so fein sind wie die Fasern für Masken aus Meltblow-Vliesstoff, eingesetzt.

Die medizinischen Gesichtsmasken müssen nicht steril, aber zwingend keimarm (desinfiziert) sein. Projektpartner ist deshalb auch das Reinigungsunternehmen Textilpflege Mayer, das sich dieser Aufgabe annimmt und für die Bewertung der Masken mit dem Ortenau Klinikum in Offenburg zusammenarbeitet. Die Prüfung der Masken nach den Vorgaben der EN 14683 führt das Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH durch.

Der Fokus im Projekt liegt im technischen Design der gewebten Gesichtsmaske, das den 15 Textilunternehmen in Europa, die insgesamt mehr als 200 Jaquard-Webmaschinen betreiben, für die Herstellung zur Verfügung gestellt werden soll. Die Fertigungseinstellungen der an den DITF entwickelten Masken können sofort auf bestehende Produktions-anlagen übertragen werden. Damit wären die 15 Webereien kurzfristig in der Lage, zusammen über 2 Millionen Masken pro Tag herzustellen – ein nennenswerter Beitrag für die weitere Stabilisierung der Versorgungslage mit Schutzmasken.

Weitere Informationen finden Sie im Anhang

• Wirksame antivirale Behandlung auf verschiedenen Stoffen durch HeiQ Viroblock
• Nach 30 Minuten keine infektiösen Viren mehr
• Für vielseitige textile Schutzanwendungen

CHT kooperiert mit HeiQ im Rahmen der weltweiten Einführung von HeiQ Viroblock by CHT in der Textilindustrie. HeiQ Viroblock by CHT gehört weltweit zu den ersten Textiltechnologien, deren Wirksamkeit gegen SARS-CoV-2 im Labor nachgewiesen wurde. Es handelt sich um eine Textilbehandlung für den industriellen Einsatz, die Textilien mit antiviralen und antibakteriellen Eigenschaften ausstattet. Die Kombination aus antimikrobieller Silbertechnologie und Vesikeltechnologie vernichtet umhüllte Viren einschließlich Coronaviren in kurzer Zeit. Die Wirksamkeit wurde bereits gegen das Coronavirus 229E, einen anderen Virusstamm aus der Familie der Coronaviren, getestet.

Die jüngsten Tests mit dem SARS-CoV-2-Virus wurden von Forschern des Doherty Instituts durchgeführt, einem Joint Venture zwischen der Universität von Melbourne und dem Royal Melbourne Hospital, einer international renommierten Einrichtung, die Forschung, Lehre, Gesundheitswesen und Referenzlabordienste, Diagnostikdienste und klinische Versorgung im Bereich Infektionskrankheiten und Immunität verbindet.

Das Forschungsprojekt beinhaltete einen Desinfektionstest, der die reale Wechselwirkung von kleinen Aerosoltröpfchen, die Kleidung kontaminieren, simulierte. Eine bestimmte Konzentration des SARS-CoV-2-Virus wurde hierbei 30 Minuten lang mit dem Probengewebe in Kontakt gebracht. Anschließend wurde eine Messung der verbleibenden infektiösen SARS-CoV-2-Viren durchgeführt. Die mit HeiQ Viroblock by CHT behandelte Gewebeprobe wies nach 30 Minuten keine infektiösen Viren mehr auf.

Das Ergebnis zeigte eine Reduktion des SARS-CoV-2-Virus um 99,99% im Vergleich zur Inokulumkontrolle.

Tests unabhängiger Labore bestätigen die Reduzierung von bis zu 99% von Viren auf PES-Textilien ausgerüstet mit Sanitized® T99-19 und Sanitized® T11-15.

Die Schweizer SANITIZED AG freut sich über die Bestätigung neutraler Labore, dass die bewährten Produkte Sanitized® T99-19 und Sanitized® T11-15 auch einen Effekt gegen Viren zeigen (Grundlage ist ISO  18184:2019).
Getestet wurde mit einem Feline Corona-Virus, der vergleichbare Strukturen und Mechanismen aufweist wie SARS-Cov2. Sanitized®T99-19 nutzt eine patentierte Technologie, die auf einer Silan- Ammoniumverbindung basiert und in Sanitized® T11-15 kommt die bewährte Silber-Technologie zur Anwendung. Die Additive eigenen sich für anti-virale und die antibakterielle Ausrüstung von  Gesichtsmasken, Textilien zur Nutzung für Bekleidung von Pflegepersonal, Bettwäsche oder für Matratzen.
Der exzellente Schutz gegen Bakterien ist dank der unveränderten Formulierung beider Produkte in vollem Umfang weiterhin gegeben.

Um die anti-virale Wirkung ausloben zu können, müssen die Endprodukte zuvor entsprechenden Viren-Tests in spezialisierten Laboren unterzogen werden. Dabei müssen  lokale Gesetzgebungenbeachtet werden. Auf dieses übliche Procedere weist SANITIZED AG explizit hin und hat in diesemZusammenhang einen ersten informativen Guide zur Ausrüstung von PSA (persönliche  chutzausrüstung) mit Biozid-Produkten zusammengestellt.

SANITIZED AG unterstützt die Hygieniker in Spitälern, Arztpraxen und Seniorenheimen seit vielen Jahren durch antimikrobielle – und nun auch anti-virale – Additive, mit denen Textilien und Kunststoffe  funktionalisiert werden. Durch die Reduzierung der Bakterien und Viren wird ein konkreter Beitrag zur Eindämmung von Infektionen – auch von MRSA – geleistet.

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.“