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Antimikrobielle Schichten

Übersicht

Diverse Untersuchungen zeigen, dass ausgewählte metallische und oxidische Beschichtungen die Besiedelung bzw. das Wachstum von Bakterien/Pilzen/Viren hemmen oder auch Organismen direkt töten.

Die Wirkungen können

Mikrobiostatisch (wachstumshemmend)
Mikrobiozid (tötend) sein

Zu den metallischen Schichten, die nachweislich antimikrobiell wirken können, zählen Schichten aus:

Silber
Silberlegierungen
Kupfer
Kupferlegierungen
Titandioxid

Reine Silberschichten finden ihre Verwendung zunehmend für medizinische Applikationen [1]. In den letzten Jahren wurden verstärkt Kupferoberflächen gezielt hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit untersucht. Eine britische Studie [2] belegte schon im Jahr 2015 eine hohe antimikrobielle Wirksamkeit von Kupfer, das in massiver Form Kontaktübertragung und die Ausbreitung von Atemwegsviren verhindern kann. Forschungsergebnisse der Universität Southampton zeigen, dass auf reinem Kupfer sowie einer Vielzahl an Kupferlegierungen Coronaviren innerhalb von wenigen Minuten deaktiviert werden konnten. Ähnliche Ergebnisse wurden in Amerika von Forschungsteams an der Universität in Princeton und an der University of California in Los Angeles erarbeitet. Je höher der Kupferanteil desto schneller ist die Inaktivierung des Virus. Auf massivem Kupfer wird er vollständig und irreversibel zerstört. Auf herkömmlichen Materialien wie Edelstahl, Glas, Kunststoff oder keramische Fliesen hat das Virus im Gegensatz dazu länger als fünf Tage überdauert. [2] [3]

Wirkmechanismus

Tröpfen mit Erregern/Wirtszellen landen auf Kupferoberfläche => Cu2+ Ion wird aus Metall gelöst und diffundiert durch Zellmembran [4], erzeugt el. Gegenstrom [5] zum aktiven Membrantransport und öffnet Lipid-Membran der Zelle durch Peroxidation [6] => Zelle verliert Plasma und Stoffwechselprozesse kollabieren [7]. Cu2+ oxidieren und zerstören Zellorganellen und DNA/RNA [5] [8]. Eine gute Wirkung gegen Zellen wird bevorzugt bei ausreichend unebener Oberfläche erzielt [9]. Eine Maximierung der Oberfläche kann durch poröse PVD-Schichten eingestellt werden. Kupferoxid-Patina kann die antibakterielle Wirkung verändern [10].

Figure 1: Kupfer-Ionenstrom in die Zelle [9]

Abbildung 1: Peroxidation der Lipidmembrane und Zellvergiftung [11]

Antimikrobielle Schichten von ROWO

Mittels Verdampfungs- und Sputtertechnik können bei ROWO Coating die eingangs erwähnten antimikrobiellen Schichten Silber, Silberlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen und Titandioxid auf Folien, Vliesen und Geweben im Rollenformat aufgetragen werden. Die Schichtstärken erstrecken sich über einen weiten Bereich von einigen nm bis zu mehreren µm, je nach Anforderung des Kunden.

Aktuell beschichten wir bereits für mehrere Kunden verschiedene antimikrobielle Schichten, die Ihre Anwendung in Pflastern, Atemmasken und als Filter finden.

Quellenverzeichnis