Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »FlexPol«
Im EU-Projekt »FlexPol« entwickelte ein internationales Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT einen Produktionsansatz, mit dem antimikrobielle Oberflächenstrukturen großflächig und kosteneffizient in Kunststofffolien eingebracht werden können. Durch die Kombination von Material und Oberflächenstruktur können eine Vielzahl an Keimen mit einer Effizienz von bis zu 99,99 Prozent abgetötet und deren Wachstum gehemmt werden.
Motivation
Keimherde in Krankenhäusern können gerade bei besonders anfälligen Patienten zu lebensbedrohlichen Infektionen führen. Um die Oberflächen von Bakterien zu reinigen, werden starke Desinfektions- und Reinigungsmittel eingesetzt. Das Forschungsprojekt »FlexPol« setzte hingegen auf eine Kombination von Material und Oberflächenstruktur, die die Ausbreitung von Keimen direkt hemmt und verhindert. Dadurch 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: Weniger Kosten für Reinigungs- und Desinfektionsmittel müssen aufgebracht werden.
Aufgaben und Vorgehensweise
Das Projekt setzte bei der Formulierung des Materials an. Dabei wurde ein Polypropylen-Grundmaterial mit Nanokapseln versetzt und zu einem dünnen Film extrudiert. Diese Nanokapseln beinhalten pflanzliche Öle, die eine antimikrobielle Wirkung besitzen. In einem Heißprägeprozess wurden die Filme mit Nanostrukturen versehen, die das Anhaften von Bakterien und Pilzsporen erschweren. Die Strukturen wurden so gewählt, dass die Zellhüllen der Mikroben mechanisch beschädigt und die Erreger abgetötet werden. Das Fraunhofer IPT führte das Folienmaterial, die Prägewerkzeuge und die Instrumente zur Überwachung der Produktqualität in einer Pilotlinie zusammen. Die Herausforderung bei diesem Produktionsprozess war es, die antimikrobakteriellen Oberflächenstrukturen nahtlos und großflächig auf das Folienmaterial zu übertragen. Eine weitere Herausforderung war es, den Herstellungsprozess der innovativen Folien in einen industrienahen Prozess zu überführen. Der Transfer der bislang lediglich im Labor erprobten Materialien, Strukturen und Prozesse sollte erfolgreich belegt werden.
Das Universitätskrankenhaus Donostia in Spanien und die Labore der Universität Minho in Portugal prüften und bewerteten Tauglichkeit und Effizienz der neuen Folien. Die Idee war es, ganze Wände und Böden in Krankenhäusern mit diesen Folien zu bekleben und großflächig die Kontamination mit Mikroben zu minimieren. Später sollten auch zahlreiche andere Branchen außerhalb der Medizin von den antimikrobiellen Folien profitieren, beispielsweise die Lebensmittelindustrie oder Hersteller öffentlicher Verkehrsmittel sowie der öffentliche Sanitärbereich.
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
- Institut Catalá de Nanosciència i Nanotecnologia, Spanien
- Propagroup S.p.A., Italien
- Universaid de Alicante, Spanien
- Celanese SO.F.TER, Italien
- Naturality Research and Development SL, Spanien