Antimik
Antimikrobielle Oberflächen und hygienische Beschichtungen
Motivation
Infektionskrankheiten werden durch Mikroorganismen ausgelöst, die in einen menschlichen Organismus eindringen und sich dort vermehren. Diese Erreger können über Ausscheidungen oder den direkten Kontakt auf andere Menschen oder Tiere übertragen werden. Die häufigsten Auslöser von Infektionskrankheiten sind Bakterien und Viren, aber auch einzellige Lebewesen, Pilze und Würmer können Infektionskrankheiten beim Mensch verursachen.
Der dadurch verursachte volkswirtschaftliche Schaden, Ausfallzeiten Berufstätiger, Behandlungskosten und die Belastung des Gesundheitssystems, vor allem aber auch der persönliche Schaden mit Krankheit, chronischen Erkrankungen, bis hin zum Tod, ist beträchtlich. Zudem wird die Entwicklung durch die Überalterung der Bevölkerung (ältere Menschen sind anfälliger) sowie die Globalisierung, durch die über Menschen, Tiere und den Güterverkehr länderübergreifend Auslöser eingeschleppt werden, negativ überlagert.
Der ausgeprägte, in vielen Regionen der Welt auch ungehemmte, Einsatz von Antibiotika beim Mensch und in der Landwirtschaft führt zu gefährlichen Resistenzen und der Zunahme von nosokomialen Infektionen (NI), für die es oft kein Gegenmittel gibt. So infizieren sich allein in deutschen Krankenhäusern jährlich 1Mio. Menschen (Deutsche Gesellschaft für Krankenhaus-Hygiene, 2013) mit 37.000 Todesfällen. Weitere 110.000 Todesfälle werden durch Folgeerkrankungen verursacht.
Jährlich 400.000 - 600.000 Fälle sind nosokomialen Infektionen mit 10.000 - 15.000 assoziierten Todesfällen (Prävalenzzahlen des Krankenhaus-Infektions-Surveillance-System - KISS). Das ist kein deutsches Problem, in europäischen Kliniken erkrankt jeder 14. Patient an einer Infektion (4 Mio. Menschen). Der wirtschaftliche Schaden durch NI beläuft sich in Europa auf rund 5.5 Milliarden Euro jährlich (Quan, X.; 2009).
Infektionsherde finden sich überall im menschlichen Umfeld: Nicht nur der Behandlung (Krankenhäuser, Praxen), sondern auch bei der Betreuung (Altenheime, Schulen, Kindergärten, KiTa, öffentliche Einrichtungen), im Beruf (Gebäuden, Arbeitsplatz) und in der Freizeit (Schwimmbäder, Sporthallen, bei Veranstaltungen u.v.a.m.). Die Infektionswege sind vielfältig, die belasteten Gegenstände allgegenwärtig. Ein Ausweichen ist bei normaler Verhaltensweise unmöglich.
Vision
Die gesellschaftlich und volkswirtschaftlich bedeutende Aufgabe, nämlich der Schutz des Menschen vor Infektionen und ihren Folgen, soll im Rahmen eines ZIM-Kompetenz-Netzwerkes wirksam unterstützt werden.
Das Netzwerk wird sich mit dem Einsatz von organischen und metallischen, keramischen Beschichtungen beschäftigen, welche
- eine antibakterielle/hygienische Wirkung besitzen,
- diese auf Gegenständen des täglichen Gebrauchs entfalten und so
- unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten einen breitenwirksamen Einsatz ermöglichen, um dadurch den Nutzen für den Menschen zu maximieren.
Ziele
Um einen breiten Einsatz der Beschichtungen zu erreichen, müssen die Ansätze, die bisher nur in der Forschung und im Labormaßstab demonstriert wurden, weiterverfolgt und ausgebaut werden. In dem geplanten ZIM-Innovationsnetzwerk »Antimik« werden Unternehmen und Forschungseinrichtungen kooperieren, um diese Entwicklungen gemeinsam durchzuführen. Das Netzwerk wird sich den Forschungs- und Entwicklungsthemen annehmen, für die eine signifikante Vermeidung oder Verminderung von Infektionen sehr wahrscheinlich sind.
Die betreffenden Kontaktmaterialien sind sehr unterschiedlicher Natur, was im Netzwerk entsprechend abgebildet werden wird. Im Fokus stehen Untergründe aus Metall, Kunststoffe, Papier, Keramik und auch Textil. Für alle diese Substrate müssen Beschichtungsstoffe mit optimale Haftung zum Untergrund konzipiert und entwickelt werden. Gewisse Untergründe, wie Kunststoffe, benötigen in der Regel eine Aktivierung durch Plasma/Koronaentladung.
Die Beschichtungsstoffe selbst sind auf ihre antimikrobielle/hygienische Wirkung hin zu optimieren – unter Erhalt sämtlicher anderen Anforderungen (Spezifikationen). Dadurch kann die Notwendigkeit erwachsen konstituierende Bestandteile, wie Rohstoffe, Werkstoffe ebenfalls (weiter) zu entwickeln.
Die Auftragsverfahren sind im Hinblick auf ihre Eignung und ökonomische und ökologische Rahmenbedingen auszuwählen und weiterzuentwickeln.
Die antimikrobielle Wirkung der neu erzeugten Oberflächen muss evaluiert werden: Es kann notwendig werden, dafür bestehende Verfahren zu adaptieren bzw. neue zu entwickeln, um inhärente Eigenschaften, wie bspw. Wirkung, Wirkungsdauer, Wirkbreite bezogen auf Keimvarianzen sowie Parameter deren Beeinflussung etc. zu analysieren.
Neue Produkte und deren Oberflächen werden im Alltagseinsatz beansprucht und turnusmäßigen Reinigungen unterzogen. Diese Verfahren sind in den unter 1.1. genannten Anwendungsbereichen selbstverständlich vorhanden und im Einsatz.
Die „neuen“ Oberflächen sind auf ihre Eignung mit bekannten Reinigungsroutinen zu untersuchen, wobei letztere anzupassen oder neu zu entwickeln sind (s. Abbildung 3).