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Innovative Farben gegen Viren und Keime

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Farben und Lacke, die eine antimikrobielle Wirkung versprechen, sind schon seit Jahren auf dem Markt erhältlich. In der aktuellen Situation treiben Hersteller die Entwicklung dieser Materialien jedoch noch intensiver voran.

In der Corona-Krise ist Hygiene ein wichtiges Gebot, um die Ansteckungsgefahr einzudämmen. Deshalb erlebt auch die Nachfrage nach antiviralen Lack- und Beschichtungsrezepturen einen Boom. Nicht nur Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen, auch öffentliche Verkehrsbetriebe, Messegesellschaften, Einkaufszentren, Hotels und Gaststätten suchen händeringend nach Lösungen, um zu verhindern, dass das Coronavirus oder andere gefährliche Krankheitserreger auf Oberflächen haften bleiben und so auf andere Menschen übertragen werden. Mittlerweile gibt es eine ganze Reihe von Produkten, die Viren und Bakterien den Garaus machen – in verschiedenen Anwendungsbereichen und mit unterschiedlicher Wirkung. 

Keimfreie Oberflächen durch Licht und Sauerstoff

Eine Methode, um Erreger zu bekämpfen, basiert auf dem Prinzip der Photodynamik: Der Lack enthält einen speziellen Photokatalysator, der durch natürliches oder künstliches Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich angeregt wird. Es wird dazu keine UV-Strahlung benötigt. Dabei reagiert das aufgetragene Material mit den Sauerstoffmolekülen der direkten Umgebung. Der so aktivierte Sauerstoff beginnt unmittelbar damit, Bakterien, Viren und Pilze auf der Oberfläche zu zerstören

Einen solchen Lack haben Forscher des Regensburger Klinikums zusammen mit einem Unternehmen entwickelt und bereits in einer wissenschaftlichen Studie in mehreren Krankenhäusern unter realen Bedingungen getestet. Dazu Studienleiter Professor Wolfgang Bäumler vom Klinikum Regensburg: „Ausgangspunkt für die Entwicklung dieser speziellen Beschichtung auf Basis der Photodynamik war ursprünglich, den zahlreichen Keimen in Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen Herr zu werden. Unsere über neun Monate dauernde Studie hat belegt, dass sich die Keimbelastung damit um etwa 70 Prozent auf den beschichteten Oberflächen signifikant reduzieren lässt. Mittlerweile ist das photodynamische Wirkungsprinzip zur Bekämpfung von Keimen und Viren auch international anerkannt.“ 

Die Wissenschaftler aus Regensburg setzen ihre Studien derzeit weiter fort. Nach jetzigem Stand stehe fest, dass der Speziallack auch gegen behüllte Viren, wie zum Beispiel gegen Influenza- oder Coronaviren, wirken kann. Der auf Licht reagierende Lack wird heute nicht nur in Gesundheitseinrichtungen, sondern auch in den Arbeits- und Produktionsräumen vieler Unternehmen eingesetzt. Auch in öffent­lichen Verkehrsmitteln, wie dem Regensburger Verkehrsverbund, ist die Technologie bereits im Einsatz.

Nanosilberpartikel als antimikrobielle Zugabe

Bereits die alten Römer lagerten ihre Getränke vorzugsweise in Silbergefäßen, um sie länger haltbar zu machen. Heute stehen Nanosilberpartikel als antibakterielles Additiv für Beschichtungen erneut im Fokus, wobei diese Partikel in die Lack- und Druckfarbenrezeptur eingebunden werden. Durch Feuchtigkeit lassen sich die positiv geladenen Silberionen freisetzen – so werden an der Oberfläche Bakterien und Viren deutlich verringert. Wie lange die antibakterielle Wirkung der Beschichtung hält, ist abhängig von der Konzentration der Silberionen.

Lacke mit Nanosilberpartikeln verwendet man zum Beispiel für Verpackungen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie. Darüber hinaus wird der Wirkstoff auch zum antiviralen Schutz in medizinischen Masken eingesetzt. Aber auch für Spielkarten, Zeitschriften und andere Druckerzeugnisse eignen sich die Beschichtungen. Mehrere Druckfarbenhersteller nutzen dieses Prinzip bereits für die Rezepturen ihrer Produkte.

Polymere, die Bakterien töten und Proteine hemmen

Einen neuen Weg, um medizinische Oberflächen dauerhaft keimfrei zu halten, gehen Wissenschaftler der Universität Freiburg: Sie entwickelten eine Beschichtung aus Polymeren, die antimikrobiell und proteinabweisend zugleich ist. Bei direktem Kontakt mit der Oberfläche sterben Bakterien – gleichzeitig verhindert die Schicht, dass sich Proteine an der Oberfläche anlagern. Denn diese Anlagerungen würden die Bildung eines sogenannten Biofilms fördern, der wiederum gefährliche Infek­tionen auslösen kann.

Ähnlich wie bei dem Schmerzmittel Aspirin war die durch­schlagende Wirkung der Beschichtung eine Zufallsentdeckung, da in ersten Tests die Polymere nur als beiläufige Kontroll­substanz eingesetzt wurden. Die Forscher stellten während der Erprobung schnell fest, dass die Polymere allein in der Lage sind, Bakterien zu töten und Proteine abzuweisen. Derzeit wird das neuartige Beschichtungsmaterial in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt in der Praxis getestet. Es soll später im medizinisch-technischen Bereich angewendet werden, zum Beispiel bei Wundauflagen und Kathetern.

Erreger mit Titandioxid bezwingen

Eine auf dem Weißpigment Titandioxid basierende Technologie, um Oberflächen von Keimen zu befreien, hat ein Kölner Start-up-Unternehmen entwickelt: Eine auf Wasser basierende Suspension mit Titandioxid rückt Pilzen, Bakterien und Viren zu Leibe. Die hydrophile Eigenschaft der speziellen Beschichtung verhindert zunächst, dass Keime wieder von der Oberfläche an die Raumluft abgegeben werden. Das Titandioxid greift schließlich ihre Außenmembran an, sodass die Keime absterben. Ein Jahr lang ist die abriebfeste Beschichtung wirksam – danach muss sie erneut aufgetragen werden. Die Wirksamkeit gegen Corona-Viren wurde bereits von einem unabhängigen Prüf­institut bestätigt. 

„Die aktuelle Situation trägt wesentlich dazu bei, dass die Bedeutung von umfassenden Hygienekonzepten- und -maßnahmen steigt. Viele Unternehmen erkennen, wie wichtig es ist, Kunden und Mitarbeiter vor gefährlichen Krankheits­erregern zu schützen“, so Tanja Zirnstein, eine der beiden Gründerinnen. Auch in den kommenden Monaten rechnet die Unternehmerin mit regem Interesse an ihrem Produkt, das zum Beispiel in Einkaufszentren, Büros und Bussen der Deutschen Bahn eingesetzt wird.  Zwar sind bald Warnhinweise für flüssige und feste Gemische mit mehr als einem Prozent Titandioxid in der EU verpflichtend – unstrittig ist aber, dass der in Lacken, Farben und Beschichtungen festverbundene Stoff nicht gesundheitsschädlich ist.

Corona-Test für Lackrezepturen

Auch Farben und Lacke mit antimikrobieller Wirkung müssen, wie jede Beschichtungsrezeptur in Deutschland, ausgiebig in darauf spezialisierten Laboren getestet werden, bevor sie auf dem Markt zugelassen werden können. Diese Tests dienen auch dazu, die Rezepturen hinsichtlich ihrer Wirkung zu optimieren. Dabei gibt es für nahezu jede Wirkweise eine entsprechende Norm oder Richtlinie, nach der getestet wird. Diese Verfahren sind in zahlreichen DIN- und ISO-Normen oder Vorgaben der ASTM, der American Society for Testing and Materials, geregelt. Selbst das Robert-Koch-Institut hat bereits 1995 eine eigene Richtlinie zur Überprüfung der bakteriziden, viruziden und fungiziden Wirksamkeit von Instrumenten- und Flächendesinfektionsmitteln herausgegeben. Ein weiterer Prüfaspekt, der für beschichtete Oberflächen im Zuge der Corona-Krise immer wichtiger wird, besteht in der Widerstandsfähigkeit von Lacken und Farben gegen Desinfektionsmittel. Denn die zusätzlichen Reinigungs- und Desinfektionszyklen stellen für verschiedene Beschichtungen auf Kontaktflächen, die beispielsweise im öffentlichen Raum eingesetzt werden, eine Herausforderung dar. Auch für diesen Fall gibt es entsprechende Prüfverfahren, in denen festgestellt wird, ob sie für diesen Zweck geeignet und entsprechend haltbar sind.

Moderne Lacktechnologie und Corona: Durchbruch oder noch Zukunftsmusik?

Neben den verschiedenen antimikrobiellen Additiven für Farben und Lacke gibt es zudem noch weitere Verfahren, wie die Plasma-Beschichtung, das SolGel-Verfahren oder der Einsatz von UV-C-Licht, die helfen können, Oberflächen frei von Keimen, Bakterien oder Viren zu halten. Welche Verfahren sich am Ende als die wirkungsvollsten und praktikabelsten gegenüber dem Corona-Virus erweisen, wird sich erst in Zukunft zeigen. Fest steht: Derzeit gibt es bei antimikrobiellen Lackzusätzen nur wenig gesicherte Erkenntnisse über ihre konkrete Wirkung gegen das Coronavirus. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Effekte nur in wenigen hochspezialisierten Laboren getestet werden können. Doch Lackrezepturen gegen Keime und Viren haben mit Sicherheit Potenzial: Wissenschaft und Industrie werden künftig ihre Forschungen auf diesem Gebiet weiter vorantreiben, um die Hygiene in vielen Lebensbereichen zu verbessern. Denn Virologen und Gesundheitsexperten wissen: Nach der Pandemie ist vor der Pandemie.


HIntegrund: Rechtliche Vorgaben

Bei antimikrobiell oder antivrial ausgelobten Systemen ist grundsätzlich die sogenannte Biozidproduktverordnung (BPR) zu beachten. Die Verordnung (EU) Nr. 528/2012 regelt die Bereitstellung auf dem Markt und die Verwendung sogenannter Biozidprodukte. Ferner muss eine entsprechende Auslobung im Rahmen der Vorgaben des Gesetzes gegen den unlauteren Wettbewerb (UWG) hinreichend belegt sein. Der VdL hat als Hilfestellung ein Informationspapier mit dem Titel „Hinweise zu den regulatorischen Anforderungen an antimikrobiell oder antiviral ausgelobte Farben und Lacke“ erarbeitet, welches Mitgliedsunternehmen im Extranet herunterladen können. Mehr Informationen finden Sie hier.

 

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