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Die neuen Mediadaten sind da!
Mediadaten 2008
z__mediadaten2008_flyer_.pdf - 780 kB
NETZWERKE, CLUSTER, TECHNOLOGIE
Mit nanokristallinem Silber Biofilme mindern
Eisenwerke Düker und Partner schließen erfolgreich Projekt ab
Anreicherung von Silber an der Grenzfläche zwischen Email und Substrat: Lichtmikroskopische Aufnahme, materialsensitive Rückstreuelektronenabbildung und Elementanalyse des Querschliffs
Erfolgreich konnte ein übergreifendes Projekt der Eisenwerke Fried. Wilh. Düker GmbH & Co. KGaA in Laufach zur Weiterentwicklung biofilmhemmender Werkstoffe für den Einsatz in der Medizintechnik (u.a. Trink- und Prozesswasser führende Leitungskomponenten) sowie in der allgemeinen Trinkwasserversorgung abgeschlossen werden.
“Der Name Düker steht nicht unbedingt mit dem Begriff High-tech in Verbindung, sondern eher mit rauer Gießerei und handfesten Produkten. Umso mehr freut es uns, dass wir im Rahmen der Hightech-Offensive das Projekt biofilmhemmende Beschichtung umsetzen konnten”, sagte Ulrich Hezel, Geschäftsführer der Eisenwerke Düker anlässlich der Abschlussveranstaltung des Projektes.
Die positiven Ergebnisse aus den seit zwei Jahren laufenden Forschungsarbeiten des vom Freistaat Bayern mit Mitteln der High-Tech-Offensive im Rahmen des Förderprogramms Leitprojekte Medizintechnik (Bay-MED) geförderten Projekts wurden Ende März präsentiert.
Krankheitserreger im Trinkwasser
Ausgangspunkt des Projekts war eine Problemstellung aus der Medizin. In Krankenhäusern kommt es bei wasserführenden Leitungen durch die normale Kontamination von Trinkwasser mit Wasserkeimen zwangsläufig zu einer Besiedlung der inneren Oberflächen dieser Leitungen mit Bakterien. Sogenannte extrazelluläre Schleimsubstanzen können unter entsprechenden Bedingungen diesen Biofilm ausbilden, in dem sich Mikroorganismen verschiedenster Art einbetten und vermehren können und in dem sie sogar weitgehend vor der Chlorierung des Wassers geschützt sind. Von Zeit zu Zeit werden Teile dieser Biofilme abgelöst. Dies kann zeitweise zu erhöhten Keimzahlen im Wasser führen.
In aller Regel kommen beim gesunden Menschen diese nie als Infektionserreger in Frage. Gelangen diese Keime aber beispielsweise in Wunden, kann es zu einer Besiedlung der Wundflächen und nachfolgend auch zur Infektion der Wunde kommen. Insbesondere Personen mit geschwächtem Immunsystem sind dadurch gefährdet.
Lösungsansatz Silberionen
Die Projektpartner gingen diese Problemstellung an, indem sie die biozide Wirkung von Silberionen auf Bakterien nutzten – eine seit langem bekannte Eigenschaft, deren Mechanismus auch grundsätzlich verstanden ist. Ziel war es, die in der Versorgungstechnik etablierten Emaillierungen bzw. die für die Dichtungen eingesetzten Elastomere über das Einbringen nanoskaliger Silberpartikel so zu modifi zieren, dass diese die Bildung von Biofilmen vermindern.
Drei Phasen zum Erfolg
Die Projektarbeiten waren dabei in drei Phasen unterteilt. Im ersten Schritt ging es darum, Silberpartikel in Email sowie Elastomere einzubringen. Dazu wurden beim Email fünf verschiedene Verfahren zur Einbringung ausführlich untersucht wobei sich letztlich eines der Verfahren als Erfolg versprechend erwies und weiter verfolgt wurde.
Ziel des zweiten Schritts war der ortsaufgelöste Nachweis des eingebrachten Silbers und dessen Verteilung. Dazu wurden die modifi zierten Materialien mit Hilfe umfangreicher analytischer Verfahren (u.a. Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), Atomemissionsspektroskopie (ICP-AES), Röntgen- Photoelektronenspektroskopie (XPS), Rasterelektronenmikroskopie (REM)) auf die gleichmäßige und oberflächennahe Verteilung des Silbers hin analysiert, denn nur eine derartige Platzierung im Material ermöglicht die ideale Entfaltung der bioziden Eigenschaften.
Des Weiteren musste geklärt werden, ob sich die sonstigen mechanischen und technologischen Eigenschaften der beiden Materialien, wie Schlagbeständigkeit, Resistenz, Korrosionswiderstand usw. durch die Einarbeitung von Silber nachteilig verändert hatten. Auch dieser Projektabschnitt konnte erfolgreich absolviert werden.
In der dritten Phase nach Einbringung und Nachweis des Silbers wurde die biofilmhemmende Wirkung der modifizierten Emails und Elastomere im Labormaßstab wissenschaftlich untersucht und erfolgreich nachgewiesen.
Vielversprechende Ergebnisse
Die Ergebnisse des Projekts sind für den Anwendungspartner Düker viel versprechend, so dass die Entwicklungsarbeiten auch nach Ende des Projekts in der eingeschlagenen Richtung weiterverfolgt werden. Nächster Schritt dabei ist die Übertragung der wissenschaftlichen Ergebnisse auf reale Systeme. So ist u.a. eine Langzeitexposition von Versuchsproben in der Anwendung geplant, um nachzuweisen, dass die biofi lmhemmenden Eigenschaften auch über einen längeren Zeitraum (Jahre) wirken und erhalten bleiben.
Sehr positiv wird von allen Projektpartnern und von Seiten des Projekträgers, der Innovationsberatungsstelle Nordbayern, die Tatsache bewertet, dass die mit einer Problemstellung der Medizintechnik gestarteten Projektarbeiten nun im Prinzip auf alle emaillierten und mit Elastomeren abgedichteten Leitungssysteme übertragbar sind, die aufgrund Ihrer Geometrie, des geringen Durchflusses oder anderen Gründen mit der Anhaftung von Biofilmen zu kämpfen haben.
Ansprechpartner
Rüdiger Werner
Telefon: 06093 87-120
E-Mail: ruw@dueker.de
PARTNERSCHAFT FÜR 2 JAHRE
Das Projekt “Biofilmhemmende Beschichtung bzw. Modififzierung von Bauteilen für Medizintechnik und Pharmazie” startete im Januar 2005 und endete im März 2007. Als Projektpartner waren folgende Unternehmen und Institutionen mit den genannten Arbeitspaketen beteiligt:
- Modifikation der Emails / Anwendung: Eisenwerke Fried. Wilh. Düker GmbH & Co KGaA, Laufach
- Modifikation der Elastomere: Neue Materialien Würzburg GmbH, Würzburg
- Analytik für Emails und Elastomere: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Würzburg
- Herstellung des Nanosilber: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen
- Projektkoordination und –organisation: ZENTEC GmbH, Großwallstadt