Geschichte, Verwendung und Anwendungen antimikrobieller Fasern

Antimikrobielle Textilprodukte spielen weiterhin eine Rolle bei der Geruchskontrolle und der Kontrolle der Ausbreitung infektiöser Mikroorganismen.

Von Bob Deerin

Ein antimikrobielles Mittel ist ein Wirkstoff, der Mikroorganismen abtötet oder ihr Wachstum hemmt. Antimikrobielle Fasern sind Textilien, auf die entweder an der Oberfläche oder in den Fasern antimikrobielle Wirkstoffe aufgebracht wurden. Zusatzstoffe können beim Spinnen oder Extrudieren in die Faser eingebracht, mit Farbstoffen oder Pigmenten kombiniert oder als Veredelungsprozess angewendet werden. Die gewählte Methode wird durch eine Vielzahl von Faktoren bestimmt, darunter die endgültige Verwendung des Stoffes, die Leistungsfähigkeit des Herstellers und das Budget.

Die National Institutes of Health berichten, dass Mikroben tatsächlich 10 zu 1 zahlreicher sind als menschliche Zellen. Fairerweise muss man sagen, dass nicht alle Mikroben schlecht sind, aber die Hemmung des unkontrollierten Wachstums von Mikroben in der heutigen Gesellschaft kann von entscheidender Bedeutung sein, da diese Krankheitserreger, Bakterien usw Pilze vermehren sich schnell und können zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Eine Studie von Morais und Kollegen aus dem Jahr 2016 ergab, dass sich einige Bakterienpopulationen unter idealen Bedingungen alle 20 bis 30 Minuten verdoppeln können, was bedeutet, dass eine einzelne Bakterienzelle in nur sieben Stunden auf 1.048.576 Zellen anwachsen kann.

Die große Oberfläche und die Fähigkeit von Textilien, Feuchtigkeit zu speichern, ermöglichen das Wachstum von Mikroorganismen. Dieses Wachstum führt zu einer Reihe unangenehmer Auswirkungen sowohl für das Material als auch für den Endverbraucher. Das Wachstum von Mikroorganismen verringert die mechanische Festigkeit des Textils, verfärbt den Stoff und ermöglicht die Vermehrung anderer, schädlicherer Mikroben. Dies ist einer der Gründe, warum Kleidung in luftdichten Bündeln verpackt wird. Eine einzige schädliche Mikrobe in einem feuchtigkeitsreichen Frachtcontainer kann eine ganze Textillieferung ruinieren.

Noch wichtiger ist die Auswirkung auf die Gesundheit des Endverbrauchers. Unkontrolliertes Mikrobenwachstum führt zu Gerüchen, Infektionen und der Möglichkeit einer Kontamination. Da Textilwaren, insbesondere solche aus Naturfasern, eine hervorragende Umgebung für das Wachstum von Mikroorganismen bieten, wurde die Notwendigkeit, sie zu schützen und zu konservieren, von grundlegender Bedeutung. Daher sind diese Fasern für sanitäre und medizinische Anwendungen von zentraler Bedeutung.

Antibakterielle Textilien kommen dort zum Einsatz, wo Feuchtigkeit und Mikroben aufeinander treffen. Die Materialien werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter im Gesundheitswesen; Hygiene; medizinische Geräte; Sportbekleidung; Lebensmittelverpackung; Lagerung; thermischer und mechanischer Schutz; Automobiltextilien; Heizungs-, Lüftungs-und Klimaanlagen; Luftfilter; und Wasseraufbereitungssysteme. Sie werden zum Schutz des Gesundheitspersonals mit funktioneller Kleidung sowie Stoffen im gesamten Haushalt eingesetzt, darunter Socken, Matratzen, Babywindeln und Decken.

Überall dort, wo es Substanzen gibt, von denen sich der Mikroorganismus ernähren kann, sind antimikrobielle Fasern in irgendeiner Form oder Weise zu sehen. Beispielsweise sind den Fasern zugesetzte Substanzen wie Gleitmittel, Antistatika, natürliche Hilfsstoffe – darunter Schlichten, Verdickungsmittel und Handmodifikatoren – sowie Schmutz eine Nahrungsquelle für Mikroorganismen. Antimikrobielle Mittel unterschiedlicher Stärke werden eingesetzt, um Mikroben zu verhindern, zu hemmen, zu entfernen oder abzutöten.

Die Anwendung natürlicher antimikrobieller Wirkstoffe auf Textilien reicht bis in die Antike zurück, als die alten Ägypter Gewürze und Kräuter zur Konservierung von Mumienwickel verwendeten. Vor Hunderten von Jahren verwendeten die Chinesen Bambus – der eine antimikrobielle Substanz namens Bambus-Kun enthält – für Wohnbauten und -design.

Während des Zweiten Weltkriegs verwendeten sowohl die Alliierten als auch die Achsenmächte antimikrobielle Mittel, um das Verrotten von Textilien zu verhindern. Zelte, Planen und LKW-Planen mussten vor Mikroben geschützt werden, die durch starken Regen und Schnee entstehen und sich durch die Fasern fressen würden. Entenbaumwolle, Gurte und andere militärische Stoffe wurden mit Mischungen aus chlorierten Wachsen, Kupfer- und Antimonsalzen behandelt, die den Stoffen Festigkeit verliehen und ihnen einen deutlichen Geruch verliehen.

Während des Zweiten Weltkriegs wurde die umweltschädliche Wirkung von antimikrobiellen Mitteln nicht berücksichtigt und nahezu jede chemische Verbindung zum Schutz der wertvollen Militärausrüstung verwendet. Nachdem jedoch in den 1960er-Jahren schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen aufgrund des übermäßigen Einsatzes chemischer Stoffe festgestellt wurden, wurde den Auswirkungen dieser Verbindungen auf die Erde mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

Antimikrobielle Textilien hatten Einzug in die Moderne gehalten. Nach der Veröffentlichung des bahnbrechenden Buches Silent Spring von Rachel Carson im Jahr 1962 arbeiteten Ökologen, Wissenschaftler, Industriechemiker und die öffentlichen und privaten Organisationen, die sie engagiert hatten, Hand in Hand, um umweltfreundlichere Antibiotika zu entwickeln.

Heutzutage kann man nicht einfach einen antimikrobiellen Faseraufkleber auf ein beliebiges Textil kleben und damit rechnen, dass es auf den Markt kommt. Die Food and Drug Administration überwacht und reguliert die Sprache, die Hersteller beim Verkauf ihrer Produkte verwenden können. Wissenschaftler arbeiten hart daran, umweltfreundliche Wege zur Bakterienbekämpfung zu finden und gleichzeitig Antibiotikaresistenzen und resistente Bakterien zu verhindern. Daher sind Geschäftsgeheimnisse, Patente und die Sprache rund um antimikrobielle Stoffe streng gehütet.

Abbildung 1 gibt einen Überblick über die unterschiedlichen Ausprägungen des Begriffs „antimikrobiell“. Hersteller und Verkäufer von antimikrobiellen Stoffen sind hinsichtlich der Marketingsprache, die sie verwenden können, eingeschränkt, und es drohen hohe Geldstrafen für Übeltäter, die behaupten, ihr Produkt sei stärker oder schwächer, als es tatsächlich ist.

Neben der Wirksamkeit gegen Mikroorganismen muss die Behandlung eines Textils folgende unterschiedliche Anforderungen erfüllen:

Diesen fünf Bedürfnissen steht immer das Bedürfnis nach Sparsamkeit und Budgetbeschränkungen gegenüber.

In den letzten Jahren wurden innovative Aspekte bei der Verwendung beschichteter Gewebe offenbart. Beschichtungen können auf Textilien aufgebracht werden, um deren Lichtreflexion, elektrische Leitfähigkeit und Wärmedämmung zu beeinflussen oder um dekorativen Zwecken zu dienen. Marken wie BioShield®, Sanitized® und Biofresh® haben sich durch die Einhaltung der ersten vier Anforderungen zu Branchenführern entwickelt. Zu Beginn des Jahres 2017 werden jedoch diejenigen Produkte hervorstechen, die alle fünf Anforderungen erfüllen – und das auf wirtschaftliche Weise.

Es gibt zahlreiche kommerzielle Möglichkeiten für antimikrobielle Stoffe. Es besteht offensichtlich ein unerfüllter Bedarf an Geruchskontrolle, Abbauverhinderung und Kontrolle der Ausbreitung infektiöser Mikroorganismen.

Anmerkung des Herausgebers: Seit 2002 ist Bob Deerin Präsident und CEO von Prime Life Fibers, einem Unternehmen, das umweltfreundliche, waschbare, wiederverwendbare – und antimikrobielle – Inkontinenzbekleidung herstellt. Erfahren Sie mehr unter weareverincontinence.com.

Januar/Februar 2017