Jenseits von Silber

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18. August 2023, 02:32 Uhr ET

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BOSTON, 18. August 2023 /PRNewswire/ -- Mittlerweile sind antimikrobielle Technologien in der breiten Öffentlichkeit gut bekannt und werden in Produkten eingesetzt, die von antimikrobiellen Beschichtungen zum Schutz von Menschen vor Bakterien und Viren, die auf häufig berührten Oberflächen zurückbleiben, bis hin zu mit antimikrobiellen Wirkstoffen angereicherten Hemden reichen und Socken, um üblen Geruch vorzubeugen. Der Marktforschungsbericht von IDTechEx mit dem Titel „Antiviral and Antimicrobial Technology Market 2023-2033“ kommt zu dem Ergebnis, dass sich die Mehrheit der etablierten Unternehmen in diesem Bereich auf antimikrobielle Metallionen wie Silber konzentriert, obwohl das Feld der antimikrobiellen Technologie breit gefächert ist. Trotz ihrer hohen Wirksamkeit gibt es mehrere Gründe, über Silber hinauszuschauen, beispielsweise Bedenken hinsichtlich seiner Umweltauswirkungen. IDTechEx untersucht in seinem Bericht mehrere alternative Ansätze und verfolgt dabei drei zentrale Themen.

Biobasierte antimikrobielle Technologien

Einer der Ansätze, die Unternehmen bei der Entwicklung antimikrobieller Technologien über Silber hinaus verfolgt haben, besteht darin, sich von der Natur inspirieren zu lassen. Relativ wenige Unternehmen sind in diesem Bereich aktiv und jedes Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung seines eigenen biobasierten antimikrobiellen Materials. Jüngste Produkteinführungen großer Hersteller können dazu beitragen, mehr Aufmerksamkeit auf diese biologischen Alternativen zu lenken, und das Marketing konzentriert sich häufig auf die Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit der Materialien. Beispiele für kommerzialisierte Produkte sind pflanzliche antimikrobielle Mittel wie Zitronensäure und ätherische Öle aus Thymian und Pfefferminze, die alle seit Jahrzehnten für ihre antimikrobiellen Eigenschaften bekannt sind.

Ein weiterer biobasierter Ansatz, der noch nicht kommerzialisiert ist, beinhaltet die Verwendung immobilisierter antimikrobieller Peptide (AMPs). AMPs sind kurze Aminosäuresequenzen, die in der Natur vorkommen und eine breite antimikrobielle Wirksamkeit haben. Obwohl vielversprechend, konzentriert sich der Großteil der Forschung und Entwicklung im Bereich AMPs auf therapeutische Anwendungen. Beispielsweise sind mehrere heute auf dem Markt erhältliche Antibiotika AMPs.

Immobilisierende Desinfektionsmittel

Neben der Immobilisierung von Silberionen haben Unternehmen auch Technologien kommerzialisiert, die häufig verwendete Desinfektionsmittel nutzen. Die am weitesten verbreitete antimikrobielle Technologie, die auf diesem Ansatz basiert, sind natürlich quartäre Ammoniumverbindungen mit Silanen, bei denen die Silaneinheit die Funktionalisierung von Oberflächen mit einem kovalent gebundenen Desinfektionsmittel, dem quartären Ammonium, ermöglicht. Si-Quats, wie sie auch genannt werden, sind nach Silber die zweithäufigste antimikrobielle Technologie.

Der Hauptunterschied zwischen antimikrobiellen Mitteln wie Silber und Desinfektionsmitteln besteht in der Möglichkeit einer schnelleren Reaktion auf Mikroorganismen. Desinfektionsmittel wirken viel schneller als antimikrobielle Mittel, nämlich in der Größenordnung von Minuten statt Stunden. Neben der Verwendung von Polymerisationschemie zur Immobilisierung von Desinfektionsmitteln umfassen andere Ansätze die Immobilisierung von Depots, aus denen Desinfektionsmittel wie Wasserstoffperoxid gespeichert und freigesetzt werden können, sowie von Oberflächen, die speziell für die Aufnahme und Freisetzung von Chlor konzipiert sind. Im Gegensatz zum Depot, das erschöpft werden kann, ermöglicht der letztere Ansatz eine regelmäßige Erneuerung der Oberfläche mit handelsüblichen chlorhaltigen Desinfektionsmitteln.

Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies

Ein dritter interessanter Ansatz ist die photokatalytische Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). ROS werden routinemäßig von lebenden Organismen im Rahmen ihrer natürlichen Abwehr produziert. Beispielsweise produzieren mehrere Zelltypen des menschlichen Immunsystems, darunter Neutrophile und mononukleäre Phagozyten, ROS, um eindringende Mikroorganismen zu bekämpfen. Kommerzielle antimikrobielle Technologien, die die zerstörerische Wirkung von ROS nutzen, nutzen typischerweise Photokatalyse, um ROS zu erzeugen. Der gebräuchlichste Ansatz ist die Verwendung von Titandioxid, das die Reaktion von ROS bei Einwirkung von UV-Licht katalysiert. Zwar gibt es viele positive Aspekte, die mit der Verwendung von Titandioxid verbunden sind, beispielsweise die Tatsache, dass es bei der Bildung von ROS nicht verbraucht wird, es ist jedoch umweltfreundlich, nachhaltig, kostengünstig und weist eine geringe Wahrscheinlichkeit auf, antimikrobielle Resistenzen zu entwickeln. Die offensichtlichste Tatsache ist, dass die Oberfläche nur funktioniert, wenn sie UV-Licht ausgesetzt wird.

Der neueste Bericht von IDTechEx über antivirale und antimikrobielle Technologien analysiert über 100 Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, darunter auch Unternehmen, die die in diesem Artikel aufgeführten Technologien entwickeln. Weitere Informationen zu diesem Bericht, einschließlich herunterladbarer Beispielseiten, finden Sie unter www.IDTechEx.com/antimicrobial.

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