STOP dla patogenów!

Abb. 1: Schemat przekazywania drobnoustrojów przez ręce i tekstylia (według Bloomfield, 2011). ©Hohenstein Institute

Fig. 1: Schemat transmisji drobnoustrojów przez ręce i tekstylia (według Bloomfield, 2011). ©Hohenstein Institute

Abb. 2: Farbunterschiede der Reinigungstücher aus Mikrofaser vor und nach der Ausrüstung mit Kupferpigmenten. ©Hohenstein Institute / Fig. 2: Różnice kolorystyczne w ściereczkach do czyszczenia wykonanych z mikrofibry przed i po wykończeniu z pigmentami miedzianymi. ©Hohenstein Institute

Abb. 3: Praktyczny test laboratoryjny z użyciem ścierek do czyszczenia w celu inaktywacji wirusów, bakterii i pleśni na powierzchniach. ©Hohenstein Institute / Fig. 3: Laboratory test under realistic conditions with cleaning cloths for the inactivation of viruses, bacteria and mouldson surfaces. ©Hohenstein Institute

W ramach projektu badawczego AiF (AiF-Nr. N 17407) naukowcy z Instytutu Hohenstein w Bönningheim po raz pierwszy opracowali tekstylną odzież z funkcją przeciwwirusową i jednocześnie antybakteryjną. Technologia ta może być stosowana w produktach, które m.in. w przedszkolach, żłobkach (Kitas) czy szpitalach pomagają w przerwaniu łańcuchów zakażeń.

Większość chorób układu oddechowego wywoływanych jest przez wirusy. Na przykład wirus syncytialny oddechowy, należący do rodziny paramyksowirusów, prowadzi szczególnie u małych dzieci do infekcji górnych dróg oddechowych w postaci kataru, kaszlu, ostrego zapalenia oskrzeli czy nawet zapalenia płuc. Regularnie wraz z nadejściem zimnej pory roku wzrasta w tym okresie odsetek zachorowań w przedszkolach i żłobkach. Z kolei choroby biegunkowe wywołane przez norowirusy i rotawirusy oraz bakteryjne infekcje dróg oddechowych i układu pokarmowego występują przez cały rok jako „sezon”.
Aby jak najbardziej zapobiec infekcjom kropelkowym i kontaktowym, kluczowe znaczenie ma higiena rąk, tekstyliów i powierzchni.
Podstawą zapobiegania lub ograniczania przypadków chorób w opiece nad dziećmi jest regularne i dokładne mycie rąk zarówno u dzieci, jak i ich opiekunów.

Ale także poprzez tekstylia mogą być przenoszone i rozprzestrzeniane patogeny. Chociaż wirusy nie posiadają własnego metabolizmu i dlatego poza organizmem nosiciela mogą przeżyć tylko ograniczony czas, a w przeciwieństwie do bakterii nie rozmnażają się tam, to jak dowodzą badania, tekstylia mające regularny kontakt z rękami, przyczyniają się do przenoszenia wirusów (Sauver et al., 1998). W naukowym ujęciu odzież oraz tekstylia gospodarstwa domowego i szpitalne w postaci pościeli, ręczników, ścierek kuchennych itp. stanowią, obok rąk, ważny potencjalny sposób przenoszenia wirusów (patrz rysunek 1).

Trzeci ważny sposób przenoszenia wirusów to powierzchnie wszelkiego rodzaju, które również mogą być zanieczyszczone wirusami i bakteriami poprzez ręce lub powietrze oddechowe. Kolejnym istotnym elementem profilaktyki infekcji jest więc czyszczenie powierzchni. Ten aspekt podejmują naukowcy z Instytutu Hohenstein w swoim aktualnym projekcie badawczym.

Projekt eksperymentalny obejmował odpowiednio ściereczki do czyszczenia, w których po raz pierwszy połączono skuteczność przeciwwirusową i antybakteryjną w funkcjonalnym wyposażeniu tekstylnym. „Długoterminowo interesuje nas, czy ryzyko infekcji, czyli przenoszenie zarazków z człowieka na człowieka, można w przyszłości zredukować za pomocą tekstyliów biofunkcyjnych”, mówi prof. Höfer, kierownik działu Higiena, Środowisko i Medycyna.

Aby osiągnąć ten cel, najpierw nałożono różne organiczne i nieorganiczne związki miedzi w formie koloidalnej lub nanocząsteczkowej oraz kompleksy miedzi w procesie sol-gel. Różnymi technikami aplikacji, takimi jak metoda foulard lub rozpylanie, można było zoptymalizować skuteczność tekstylnych mikrocząsteczkowych podłoży. Inaktywacja testowanych wirusów była istotna, trwała ponad 15 cykli prania i była odporna na ścieranie.
Drugą alternatywną funkcję przeciwwirusową mikrofasetowych ścierek uzyskano poprzez ich wykończenie pigmentami miedzi w wysokotemperaturowym procesie rozciągania. Podobnie jak przy barwieniu farbami dyspersyjnymi, rozproszone pigmenty miedzi wprowadzano do włókna w lekko kwaśnym środowisku. W drugim kroku nastąpiło utrwalenie za pomocą polimerowego środka wiążącego metodą zimnego klejenia („KKV”), aby chronić cząsteczki miedzi przed mechanicznym ścieraniem. Również te wykończenia miedzi wykazywały dobre właściwości, choć odcień zielony był nieco jaśniejszy od pierwotnego koloru tkaniny (patrz rysunek 2). Wszystkie próbki przeszły testy laboratoryjne pod kątem zgodności ze skórą.

Praktyczne testy skuteczności przeprowadzono na różnych powierzchniach, takich jak szkło, stal nierdzewna czy drewno, które zostały zanieczyszczone wirusami i wycierane za pomocą wyposażonych ścierek do czyszczenia (patrz rysunek 3). Do testowania użyto wirusa bakteriofaga MS2, niepatogennego wirusa zastępczego, który ze względu na swoją strukturę i stabilność w środowisku jest porównywalny z klinicznie istotnymi wirusami, takimi jak norowirus, poliowirus, wirus zapalenia wątroby typu A czy enterowirusy. Wyposażone mikrofasetowe ściereczki zaabsorbowały 91 % zaaplikowanych wirusów. Jednocześnie osiągnięto redukcję koncentracji wirusów w ściereczce o około 90 %. Dodatkowo przeprowadzono testy skuteczności przeciw bakteriom i pleśniom zgodnie z normami (DIN EN ISO 20743 i EN 14119). Dzięki temu eksperymentowi można było celowo zoptymalizować wykończenia.

Projekt badawczy pokazuje, że przeciwwirusowe ściereczki czyszczące mogą mieć skuteczny efekt higieniczny i przyczynić się do obniżenia wskaźnika przenoszenia zarazków, np. patogenów w przedszkolach i żłobkach. Jednak funkcjonalność ta może być również interesująca w środowisku domowym, szpitalach, domach opieki i starości, a także w placówkach społecznych (np. stołówkach) oraz jako ochrona odzieży w straży pożarnej, służbach ratowniczych i wojsku.