DE19844892A1 - Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion von polymeren Oberflächen - Google Patents
Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion von polymeren OberflächenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bakterienabweisenden Beschichtung von Polymersubstraten, wobei DOLLAR A a) das Polymersubstrat aktiviert wird DOLLAR A b) ein aminogruppenhaltiger Spacer aufgepfropft wird und DOLLAR A c) eine Ethoxylierung durchgeführt DOLLAR A wird. DOLLAR A Die erfindungsgemäß hergestellten Beschichtungen können auf den Gebieten der Bio- und Medizintechnik verwendet werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion
polymerer Oberflächen durch eine Beschichtung, umfassend eine Ethoxylierung.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelten Oberflächen zur Herstellung von Apparaten, Geräten oder
Vorrichtungen für technische, biotechnische oder insbesondere medizinische Zwecke.
Außerdem betrifft die Erfindung Erzeugnisse, die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren beschichtet wurden.
Bei allen medizinischen Untersuchungen, Behandlungen und Eingriffen, bei denen
Gegenstände, Geräte oder Hilfsmittel in direktem Kontakt mit lebendem Gewebe
und/oder Körperflüssigkeiten kommen, können bakterielle Kontaminationen zu
erheblichen Schwierigkeiten bis hin zur Gefährdung der Patienten führen. Dies tritt
bei kurzen Kontakten ebenso zu wie bei mittelfristigen oder dauerhaften
Applikationen von Implantaten, Kathetern, Prothesen und anderen
medizintechnischen Anwendungen. So ist aus P.A. Goldmann, G.B. Pier, Clin.
Microbiol. Rev. 6, (1993), 176 ff. bekannt, daß durch Infektionen bei operativen
Eingriffen erhebliche und kostenintensive Komplikationen auftreten. Aus den
gleichen Gründen sind Katheter nach Applikationszeiten von 2 bis 6 Tagen
auszutauschen.
Auch im Bereich der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind die Besiedlung und
Ausbreitung von Bakterien auf Oberflächen von Rohrleitungen, Behältern oder
Verpackungen in hohem Maße unerwünscht. Es bilden sich häufig Schleimschichten,
die Mikrobenpopulationen extrem ansteigen lassen, die Wasser-, Getränke- und
Lebensmittelqualitäten nachhaltig beeinträchtigen und sogar zum Verderben der
Ware sowie zur gesundheitlichen Schädigung der Verbraucher führen können.
Gegenwärtig werden Geräte, Oberflächen von Möbeln und Textilien gegen Bakterien
im Bedarfsfall oder auch vorsorglich mit Chemikalien oder deren Lösungen sowie
Mischungen behandelt, die als Desinfektionsmittel mehr oder weniger breit und
massiv antimikrobiell wirken. Solche chemischen Mittel wirken unspezifisch, sind
häufig selbst toxisch oder reizend oder bilden gesundheitlich bedenkliche
Abbauprodukte. Häufig zeigen sich auch Unverträglichkeiten bei entsprechend
sensibilisierten Personen.
Eine weitere Vorgehensweise gegen oberflächige Bakterienausbreitungen stellt die
Einarbeitung antimikrobiell wirkender Substanzen in Oberflächenbeschichtungen dar,
so z. B. Silbersalze gemäß WO 92/18098. Auch die Einarbeitung von quaternären
Ammoniumsalzen in lackartigen Coatings ist aus WO 94/13748 bekannt.
Darartige Komposite erweisen sich jedoch als wenig beständig gegenüber wäßrigen
Lösungen oder Körperflüssigkeiten. Es kommt zu Auslaugungen, wodurch die
Konzentrationen der antimikrobiellen Wirkstoffe mit der Applikationsdauer reduziert
und die Wirkung herabgesetzt wird. Darüber hinaus gelangen im Falle der
medizinischen Anwendung derartiger Komposite Wirkstoffanteile in den
physiologischen Kreislauf, was aufgrund toxikologischer Bedenklichkeiten und
potentieller Nebenwirkungen in hohem Maße unerwünscht ist.
Darüber hinaus wird in vielfältiger Weise versucht, antimikrobiell wirkende
Substanzen auf polymeren und/oder funktionalisierten Oberflächen, vorzugsweise
durch kovalente Bindungen zu immobiliseren (T. Ouchi, Y. Ohya, Prog. Polym. Sci,
20 (1995), 21 1 ff). Hierbei führt die chemische Bindung an ein Substrat zu einer
Herabsetzung der bakteriziden Wirkung im Vergleich zu den freien Wirkstoffen. Bei
medizinischen Anwendungen zeigen derartige Oberflächen oft Unverträglichkeiten
zum physiologischen System.
Zusätzlich bleiben die abgetöteten Bakterien auf antimikrobiell wirkenden
Oberflächen zurück und bauen organische Schichten auf, die schließlich die
bakteriziden Wirkungen gänzlich maskieren. Die Bedeckung der Oberfläche mit
abgetöteten Bakterien stellt für den weiteren mikrobiellen Befall einen besonders
vorteilhaften Nährboden dar (A. Kanazawa, T. Ikeda, T. Endo, J. Polym. Sci. A
Polym. Chem., 31 (1993), 1467 ff.).
Weitere Varianten zur bakterienabweisenden Ausrüstung von Oberflächen sind in den
deutschen Patentanmeldungen 197 23 131.4 (O.Z. 5203), 197 20 370.1 (O.Z. 5192)
und 197 15 449.2 (O.Z. 5176) beschrieben. Hier werden meist strahlenchemisch
induzierte Polymerisationsreaktionen auf polymeren Substraten bzw. eine
strahlenchemische induzierte Verknüpfung eines Beschichtungspolymeren mit der
polymeren Oberfläche durchgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Oberflächen von
Polymeren auf physiologisch verträgliche Weise weitgehend von Bakterien frei zu
halten, ohne daß die abgetöteten Bakterien auf der Oberflächen zurückbleiben.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß Polymersubstrate mit einer
bakterienabweisenden Beschichtung versehen werden können, indem nach einer
Aktivierung der Oberfläche ein Spacer auf diese gepfropft und anschließend eine
Ethoxylierung durchgeführt wird.
Auf diese Weise beschichtete Oberflächen bleiben weitestgehend von Bakterien frei,
da die Adhäsion von Bakterien unterdrückt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Beschichtung
von Polymersubstraten, wobei
- a) das Polymersubstrat aktiviert wird,
- b) ein aminogruppenhaltiger Spacer auf das aktivierte Polymersubstrat gepfropft wird und
- c) eine Ethoxylierung durchgeführt wird.
Bakterienabweisende Oberflächen sind vor allem in Medizin- oder Hygienebereichen
von Interesse; ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die
Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 beschichteten Polymersubstrate für
die Herstellung von Erzeugnissen zur Verwendung auf den Gebieten der Nahrungs-
und Genußmitteltechnik, Wassertechnik, Biotechnik, der Hygienevorsorge und
insbesondere der Medizintechnik.
Weiterhin sind Erzeugnisse, die ganz oder teilweise gemäß den Ansprüchen 1 bis 8
beschichtet Wurden, zur Verwendung auf den Gebieten der Nahrungs- und
Genußmitteltechnik, Wassertechnik, Biotechnik, der Hygienevorsorge und
insbesondere der Medizintechnik, Gegenstand dieser Erfindung.
Die Ethoxylierung gemäß Verfahrensschritt b) ist besonders vorteilhaft, da
entsprechende Geräte und Vorrichtungen bereits zur herkömmlichen Desinfektion
mit Ethylenoxid eingesetzt werden und bei den Herstellern von z. B.
medizintechnischen Produkten bereits vorhanden sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Beschichtung von Oberflächen der
verschiedensten Polymersubstrate geeignet. Von diesen Substraten seien
insbesondere solche genannt, die in der Medizintechnik und in der Biotechnik zum
Einsatz kommen, nämlich Polyurethane, Polyvinylchlorid, Polyolefine, Polypropylen,
Polyamide, Polyester, Polyether, Polyetherblockamide, Polyesterblockamide,
Polystyrol, Polycarbonat, Polysiloxane, Polydimethylsiloxan, Polysulfone,
Polyisopren, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyisopren, Polytetrafluorethylen und
die entsprechenden Copolymeren und Blends sowie natürliche und synthetische
Kautschuke.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf Oberflächen von lackierten oder
anderweitig mit Polymeren beschichteten Metall-, Glas oder Holzkörpern anwenden.
Die Aktivierung der Polymersubstrate kann durch elektromagnetische Strahlung oder
-Plasmabehandlung erfolgen.
Zweckmäßig werden die Substrate zuvor in bekannter Weise mittels eines
Lösemittels von Ölen, Fetten oder anderen Verunreinigungen befreit.
Die Aktivierung von Polymersubstraten kann vorteilhaft durch UV-Strahlung, z. B.
im Wellenlängenbereich von 100 bis 400 nm, vorzugsweise von 150 bis 250 nm
erfolgen. Eine geeignete Strahlenquelle ist z. B. ein UV-Excimer-Gerät HERAEUS
Noblelight, Hanau, Deutschland. Aber auch Quecksilberdampflampen eignen sich zur
Substraktivierung, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen
emittieren. Die Expositionszeit beträgt im allgemeinen 0,1 Sekunden bis 20 Minuten,
vorzugsweise 1 Sekunde bis 10 Minuten. Es hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit
von Sauerstoff vorteilhaft ist. Die bevorzugten Sauerstoffdrücke liegen zwischen
2 × 10-5 und 2 × 10-2 bar. Man arbeitet beispielsweise in einem Vakuum von 10-4 bis 10-1
bar oder unter Verwendung eines Inertgases, wie Helium, Stickstoff oder Argon, mit
einem Sauerstoffgehalt von 0,01 bis 20 Prozent.
Die Aktivierung kann erfindungsgemäß auch durch ein Hochfrequenz- oder
Mikrowellenplasma (Hexagon, Fa. Technics Plasma, 85551 Kirchheim, Deutschland)
in Luft, Stickstoff-, Ammoniak- oder Argon-Atmosphäre erreicht werden. Die
Expositionszeiten betragen im allgemeinen 30 Sekunden bis 30 Minuten,
vorzugsweise 2 bis 10 Minuten. Der Energieeintrag liegt bei Laborgeräten in der
Regel zwischen 100 und 2.000 W. vorzugsweise zwischen 200 und 1.800 W.
Nachdem die Polymersubstrate nach einer der beschriebenen Methoden vorbehandelt
wurden, können die aktivierten Oberflächen 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5
Minuten der Einwirkung von Sauerstoff, z. B. in Form von Luft, ausgesetzt werden.
Anschließend werden die aktivierten Polymersubstrate mit einem
aminogruppenhaltigen Spacer umgesetzt, wobei der Spacer chemisch auf die
Oberfläche des Polymersubstrats gepfropft wird.
"Spacer" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesonders langkettige
Moleküle, wie z. B. Polymere. Im erfindungsgemäßen Verfahren können daher als
aminogruppenhaltige Spacer aminogruppenhaltige Polymere eingesetzt werden.
Besonders geeignet sind Polyethylenimine, da diese in wäßriger Lösung angewendet
werden können. Bewährt haben sich Konzentrationen von 1 bis 10 Gew.-%
Polyethylenimin in Wasser mit Anwendungstemperaturen von 20 bis 80°C.
Die aktivierten Polymersubstrate werden zweckmäßig in eine solche Lösung
eingetaucht; es ist jedoch auch möglich, das Substrat mit der Lösung zu bestreichen
oder besprühen. Wichtig ist in jedem Fall eine ausreichende Anwendungszeit, damit
die Aminogruppen des Spacers, wie z. B. Polyethylenimin, mit der aktivierten
Substratoberfläche abreagieren kann. Die Anwendungszeiten sind von der
Temperatur, dem verwendeten Spacer und dessen Konzentration abhängig. Bewährt
haben sich bei Polyethyleniminen Anwendungstemperaturen von 20°C bis 80°C und
Anwendungszeiten von 3 bis 7 Minuten.
Die mit dem Spacer behandelten Polymersubstrate müssen vor der weiteren
Verarbeitung getrocknet werden. Dies erfolgt bei 30 bis 80°C - zweckmäßigerweise
in einem Trockenschrank - ca. 2 bis 4 Stunden lang.
Anschließend werden die trockenen, mit dem Spacer vorbehandelten
Polymersubstrate einer Ethoxylierung unterzogen.
Die Ethoxylierung kann als Gasphasenethoxylierung bei Normaldruck oder bei
erhöhtem Druck von 1.5 bis 5 bar durchgeführt werden. Um eine akzeptable
Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen, kann bei erhöhter Temperatur, z. B. 30 bis
80°C gearbeitet werden. Wird die Ethoxylierung in der Gasphase durchgeführt, so
empfiehlt es sich, in einem entsprechenden Autoklaven zu arbeiten.
Die auf diese Weise aufpolymerisierten Polyethylenoxidketten werden mit der
Ethoxylierungszeit länger. Typisch sind Ethoxylierungszeiten von 2 bis 4 Stunden
für eine ausreichende bakterienabweisende Beschichtung.
Wird die Ethoxylierung bei Normaldruck oder z. B. in einem inerten Lösungsmittel
durchgeführt, muß die Ethoxylierungszeit gegebenenfalls verlängert werden.
Die Verfahrensschritte b) (Aufbringen des Spacers) und c) (Ethoxylierung) können
durch ESCA-Messungen bezüglich des auf der Oberfläche des Substrats
vorhandenen Stickstoffs bzw. Sauerstoffs verfolgt werden. Die bakterienabweisenden
Eigenschaften sind durch Messung der Bakterienadhäsion, insbesondere für die
folgenden Bakterienstämme bestimmbar:
- - Staphylococcus epidermidis
- - Streptococcus pyogenes
- - Staphylococcus aureus
- - Klebstella pneumoniae
- - Pseudomonas aeruginosa
- - Escherichia coli
und Enterobacter faecium.
Beschichtungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind besonders geeignet für
Textilien, Möbel und Geräte, Rohre und Schläuche, Fußböden, Wand- und
Deckenflächen, Lagerbehälter, Verpackungen, Fensterrahmen, Telefonhörer,
Toilettensitze, Türgriffe, Griffe und Haltegurte in öffentlichen Verkehrsmitteln und
medizintechnische Artikel.
Als medizintechnische Artikel kommen für eine Beschichtung mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren Drainagen, Führungsdrähte, Kanülen,
Intraokularlinsen, Kontaktlinsen, Stents, Gefäßprothesen, Gelenkprothesen,
Knochenersatzmaterialien, Bandprothesen, Zahnprothesen, Blutbeutel,
Dialysemembranen, Nahtmaterialien, Verbandstoffe, Vliesprodukte,
Operationsbestecke oder Katheter in Frage.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher beschreiben, ohne
ihren Umfang zu beschränken.
- a) Eingesetzte Polymersubstrate:
Polyamid (Vestamid L 2101, CREANOVA GmbH, Marl) (PA)
Polyurethan (Pellethane 2363-90 AE, medical grade, Dow-Chemicals) (PU)
Polypropylen (PP, Standard Referenzmaterial der EG)
Polydimethylsiloxan (Referenzmaterial National Heart, Lung and Blood Institute, USA) (PDMS)
Die Polymersubstrate wurden als Folie eingesetzt und für 5 Minuten bei 1 mbar
Luftdruck mit einer 172 nm UV-Excimerlampe (Heraeus Noblelight, Hanau)
bestrahlt. Der Abstand zur Strahlungsquelle betrug dabei etwa 5 cm.
- a) Die so aktivierten Folien wurden 5 Minuten in eine wäßrige 2,5 Gew.-% Lösung von Polyethylenimin (Lupasol P, BASF AG, Ludwigshafen) getaucht und 3 Stunden bei 60°C getrocknet.
- b) Die Anbindung von Polyethylenoxid erfolgte mit reinem Ethylenoxid aus der Gasphase in einem Autoklaven der Fa. Roth mit 350 ml Nutzinhalt bei 3 bar und 60°C für ca. 3 Stunden. Der Autoklav wurde auf 60°C vortemperiert und nach der Ethoxylierung mit Stickstoff gespült.
Die nach 1) beschichteten Polymersubstrate wurden nach den
Verfahrensschritten 1b und 1c mittels ESCA auf ihre
Oberflächenzusammensetzung untersucht.
Die ESCA-Spektren wurden an einem Gerät ESCALAB MK II der Firma
Vacuum Generators mit konzentrischem, hemisphärischem Analysator und
Doppelanode aufgenommen.
Die Messung der Übersichtsspektren erfolgte mit der Al-Kα-Linie (1486,6 eV,
Halbwertsbreite: 0,85 eV) als Anregungsstrahlung. Für hochaufgelöste Spektren
wurde Mg-Kα-Strahlung (1253,6 eV, Halbwertsbreite: 0,70 eV) zur Anregung
benutzt. Die Anodenverlustleistung wurde in beiden Fällen auf 300 W
eingeregelt.
Die Probenaufladung wurde durch Sekundärelektronen so kompensiert, daß eine
geringe, konstante Ladung gewährleistet war. Die Abweichung des
Spektrenursprungs durch die verbleibende Probenladung wurde durch eine
Reskalierung des Cls-Photopeaks von aliphatischem Kohlenstoff auf 285,0 eV
kompensiert.
Als Probenträger wurde eine Nickelscheibe von 1 cm Durchmesser verwendet.
Das zur Fixierung eingesetzte, doppelseitige Klebeband führte zu keiner
nachweisbaren Probenkontamination.
Zur Kompensation eventueller Artefakte durch Strahlungsschäden im Verlauf
der Messung wurde eine Quantifizierung jeweils zu Beginn und Ende
durchgeführt.
2.a) Die Untersuchung einer gemäß 1) behandelten Polyamidfolie (PA) lieferte
folgende Werte (in Atom-%) in Abhängigkeit von der Ethoxylierungszeit:
Gegenüber der unbehandelten Probe zeigt die mit Lupasol umgesetzte
Probe (0 min. Ethoxylierungszeit) einen steigenden Stickstoff und fallende
Kohlenstoff und Sauerstoffwerte an. Dies zeigt die erfolgreiche Beschichtung
mit dem Spacer.
Bei der nachfolgenden Ethoxylierung, d. h. Aufpolymerisation von PEG in der
Gasphase steigt der Sauerstoffwert bereits bei 10 min Reaktionszeit stark an.
Der Stickstoffgehalt sinkt nur allmählich und hat auch bei 3 h Reaktionszeit nicht
null erreicht. Dies läßt auf einen schnellen Aufbau einer nicht bis in den atomaren
Bereich homogenen Schicht schließen. Der Kohlenstoffgehalt sinkt sehr schnell
bis in die Nähe der für reines PEG theoretisch erwarteten 66,7% und zeigt
somit eine erfolgreiche Oberflächenreaktion an.
2.b) Die Untersuchung einer gemäß 1) behandelten Polypropylenfolie (PP) lieferte
folgende Werte (in Atom-%) in Abhängigkeit von der Ethoxylierungszeit:
Gegenüber der unbehandelten Probe zeigt die mit Lupasol umgesetzte
Probe (0 min. Ethoxylierungsgrad) einen steigenden Stickstoff und fallende
Kohlenstoff und Sauerstoffwerte an. Dies zeigt die erfolgreiche Beschichtung
mit dem Spacer.
Bei der nachfolgenden Ethoxylierung, d. h. Aufpolymerisation von PEG in der
Gasphase steigt der Sauerstoffwert bereits bei 10 min Reaktionszeit stark an.
Der Stickstoffgehalt sinkt nur allmählich und hat auch bei 3 h Reaktionszeit nicht
null erreicht. Dies läßt auf einen schnellen Aufbau einer nicht bis in den atomaren
Bereich homogenen Schicht schließen. Der Kohlenstoffgehalt sinkt sehr schnell
bis in die Nähe der für reines PEG theoretisch erwarteten 66,7% und zeigt
somit eine erfolgreiche Oberflächenreaktion an.
2.c) Die Untersuchung einer gemäß 1) behandelten Polyurethanfolie (PU) lieferte
folgende Werte (in Atom-%) in Abhängigkeit von der Ethoxylierungszeit:
Gegenüber der unbehandelten Probe zeigt die mit Lupasol umgesetzte
Probe (0 min. Ethoxylierungsgrad) einen steigenden Stickstoff- und fallende
Kohlenstoff und Sauerstoffwerte an. Dies zeigt die erfolgreiche Beschichtung
mit dem Spacer.
Bei der nachfolgenden Ethoxylierung, d. h. Aufpolymerisation von PEG in der
Gasphase steigt der Sauerstoffwert bereits bei 10 min Reaktionszeit stark an.
Der Stickstoffgehalt erreicht bei 3 h Reaktionszeit nahezu null. Dies läßt auf den
Aufbau einer geschlossenen, homogenen Schicht schließen. Der
Kohlenstoffgehalt sinkt sehr schnell praktisch auf den für reines PEG
theoretisch erwarteten Wert von 66,7% und zeigt somit eine erfolgreiche
Oberflächenreaktion an.
2.d) Die Untersuchung einer gemäß I) behandelten Polydimethylsiloxanfolie (PDMS)
lieferte folgende Werte (in Atom-%) in Abhängigkeit von der
Ethoxylierungszeit:
Gegenüber der unbehandelten Probe zeigt die mit Lupasol umgesetzte
Probe (0 min. Ethoxylierungsgrad) einen steigenden Stickstoff und fallende
Kohlenstoff und Sauerstoffwerte an. Dies zeigt die erfolgreiche Beschichtung
mit dem Spacer.
Bei der nachfolgenden Ethoxylierung, d. h. Aufpolymerisation von PEG in der
Gasphase steigt der Sauerstoffwert bereits bei 10 min Reaktionszeit stark an.
Der Stickstoffgehalt erreicht bei 3 h Reaktionszeit nahezu null. Dies und das
geringe Silizium-Signal läßt auf den Aufbau einer geschlossenen, homogenen
Schicht schließen. Der Kohlenstoffgehalt sinkt sehr schnell bis in die Nähe der
für reines PEG theoretisch erwarteten 66,7% und zeigt somit eine erfolgreiche
Oberflächenreaktion an.
Die Kontaktwinkelbestimmung erfolgte an sitzenden Tropfen (sessile-drop-
Methode) der Testflüssigkeiten Diiodmethan und Wasser im Oberflächen
analytischen Labor der Hüls-Infracor GmbH. Die Messung des Winkels erfolgte
mittels computergestützter Bildanalyse an einem Gerät G2 der Firma Krüss.
Der Vorrückwinkel beider Testflüssigkeiten wurde an jeweils fünf verschiedenen
Stellen der Probenoberfläche gemessen und der Mittelwert gebildet. Die
Berechnung der Festkörperoberflächenspannung erfolgte mittels harmonischer
Mittelwertbildung.
Nach 3 h Ethoxylierungszeit wiesen die gemäß 1) erfindungsgemäß
beschichteten Polymere folgende Festkörperoberflächenspannungen auf:
Polyamid 12 | 66.5 mN/m |
Polypropylen | 47.6 mN/m |
Polyurethan | 61.2 mN/m |
Polydimethylsiloxan | 50,1 mN/m |
Reines Polyethylenglykol weist eine Festkörperoberflächenspannung von 47
mN/m auf.
Die Bestimmung der Bakterienadhäsion erfolgte indirekt über die Bestimmung
des Adenosintriphosphates (ATP) der Bakterien. Dazu wurden die
Materialproben mit einer Keimsuspension in Kontakt gebracht, nicht-adhärente
Bakterien abgespült und das ATP aus den anhaftenden Bakterien extrahiert. Die
ATP-Bestimmung erfolgte luminometrisch mittels einer enzymatischen Reaktion.
Die relative Bakterienadhäsion von Bakterien des Typs Klebstella pneumoniae
wurde für jedes Polymersubstrat in % bestimmt und gegen die
Ethoxylierungszeit [min] aufgetragen (siehe Fig. 1-4).
Bei einer gemäß 1) beschichteten Polyamid 12-Folie sinkt die Bakterienadhäsion
deutlich durch die Gasphasenpolymerisation (siehe Fig. 1). Der Wert für den
Lupasol-Primer entspricht dem der unbeschichteten Folie.
Bei Polypropylen ist ein deutlicher Gang von sinkender Bakterienadhäsion mit
zunehmender Pfropfdauer mit hoher statistischer Signifikanz zu sehen (siehe Fig.
2). Der Wert für die nur mit Lupasol behandelte Oberfläche (0 min
Ethoxylierungszeit) ist nur tendenziell geringer als bei dem unbehandelten
Polymer.
Bei Polyurethan als Substrat ist ab einer Pfropfdauer von 60 min eine deutliche
Reduktion der Bakterienadhäsion zu erkennen (siehe Fig. 3).
Der Wert für 3 h Ethoxylierungszeit ist mit statistischer Sicherheit noch kleiner
als bei den anderen Proben.
Auch bei dem chemisch von den anderen Substraten sehr verschiedenen
Polydimethylsiloxan lassen sich mittels Gasphasenethoxylierung reduzierte
Bakterienadhäsionswerte erzielen (siehe Fig. 4).
Die Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäß beschichteten Polymersubstrate
eine deutlich verminderte Bakterienadhäsion besitzen.
Claims (12)
1. Verfahren zur Beschichtung von Polymersubstraten,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) Polymersubstrat aktiviert wird,
- b) ein aminogruppenhaltiger Spacer auf das aktivierte Polymersubstrat gepfropft wird und
- c) eine Ethoxylierung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymersubstrat durch elektromagnetische Strahlung aktiviert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymersubstrat mit UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 bis
400 nm aktiviert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymersubstrat mit UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 150 bis
250 nm aktiviert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymersubstrat durch Plasmabehandlung aktiviert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der aminogruppenhaltige Spacer ein aminogruppenhaltiges Polymer ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Gasphasenethoxylierung bei einem Druck von 1,5 bis 5 bar
durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichent,
daß die Gasphasenethoxylierung bei Normaldruck durchgeführt wird.
9. Verwendung von Polymersubstraten, die gemäß den Ansprüchen 1 bis 8
beschichtet wurden, für die Herstellung von Erzeugnissen zur Verwendung auf
den Gebieten der Nahrungs- und Genußmitteltechnik, Wassertechnik,
Biotechnik, der Hygienevorsorge und insbesondere der Medizintechnik.
10. Erzeugnisse, die ganz oder teilweise gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 beschichtet
wurden, zur Verwendung auf den Gebieten der Nahrungs- und
Genußmitteltechnik, Wassertechnik, Biotechnik, der Hygienevorsorge und
insbesondere der Medizintechnik.
11. Erzeugnisse nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugnisse Textilien, Möbel und Geräte, Rohre und Schläuche,
Fußböden, Wand- und Deckenflächen, Lagerbehälter, Verpackungen,
Fensterrahmen, Telefonhörer, Toilettensitze, Türgriffe, Griffe und Haltegurte in
öffentlichen Verkehrsmitteln und medizintechnische Artikel sind.
12. Erzeugnisse nach Anspruch 1 l,
dadurch gekennzeichnet,
daß die medizintechnischen Artikel Drainagen, Führungsdrähte, Kanülen,
Intraokularlinsen, Kontaktlinsen, Stents, Gefäßprothesen, Gelenkprothesen,
Knochenersatzmaterialien, Bandprothesen, Zahnprothesen, Blutbeutel,
Dialysemembranen, Nahtmaterialien, Verbandstoffe, Vliesprodukte,
Operationsbestecke oder Katheter sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1998144892 DE19844892A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion von polymeren Oberflächen |
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DE1998144892 DE19844892A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion von polymeren Oberflächen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19844892A1 true DE19844892A1 (de) | 2000-04-20 |
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DE1998144892 Withdrawn DE19844892A1 (de) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Verfahren zur Verminderung der Bakterienadhäsion von polymeren Oberflächen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19844892A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
WO2006077049A2 (de) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Antiadhäsive polymer zur verhinderung der adhäsion von mikroorganismen an textilien und zur verhinderung von wäschegeruch |
DE10211562B4 (de) * | 2002-03-15 | 2006-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Antimikrobiell modifiziertes Substrat, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
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1998
- 1998-09-30 DE DE1998144892 patent/DE19844892A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10211562B4 (de) * | 2002-03-15 | 2006-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Antimikrobiell modifiziertes Substrat, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
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WO2006077049A3 (de) * | 2005-01-21 | 2006-10-26 | Henkel Kgaa | Antiadhäsive polymer zur verhinderung der adhäsion von mikroorganismen an textilien und zur verhinderung von wäschegeruch |
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