Wie werden Textilien auf antivirale Eigenschaften untersucht?

Textilien spielen im medizinischen Umfeld eine große Rolle. Sei es im OP, bei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern oder auch in den Zimmern oder Behandlungsräumen. Mit antiviralen Wirkstoffen ausgerüstete Textilien sollen dabei das Risiko einer Übertragung von Krankheitserregern verringern. Denn nosokomiale Infektionen stellen unverändert ein großes Problem dar. Diese antiviralen Eigenschaften müssen in Labortests sorgfältig geprüft und verifiziert werden. Das biologische Prüflabor der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) hat im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes zu Infektionsschutztextilien die antiviralen Aktivitäten mit Coronaviren untersucht.

Viren bleiben auf Textilien infektiös

Viren können auf Kunststoffoberflächen oder Textilien einige Stunden bis Tage infektiös bleiben. Diese Oberflächen spielen deshalb neben z.B. der aerogenen Übertragung auch eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Viren als Krankheitserreger. Während der SARS-CoV-2-Pandemie wurden hierzu zahlreiche Studien durchgeführt. Textilien, die mit antiviralen Wirkstoffen ausgerüstet werden, können dazu beitragen, zumindest dieses Übertragungsrisiko zu reduzieren. Dies bietet vor allem bei Textilien im medizinischen Umfeld einen Mehrwert.

Labortests sind nötig

Um diese antiviralen Eigenschaften zu bestätigen, sind Labortests der Stand der Technik. Diese minimieren aufwendige Erprobungen im medizinischen Umfeld. Das Arbeiten mit Viren ist jedoch sehr komplex und aufwendig, da sie sich nicht auf Nährmedien vermehren lassen. Viren sind der Definition nach keine Lebewesen, weil sie zur Vermehrung auf Wirtszellen angewiesen sind. Für die Laborprüfungen bedeutet dies, dass für eine erfolgreiche Arbeit sowohl fachliche Kompetenz in der Mikrobiologie als auch in der Zellkulturtechnik zusammengebracht werden müssen. Für Tätigkeiten mit den meisten human- und tierpathogenen Viren sind außerdem behördliche Genehmigungen für das Laboratorium notwendig. Für das biologische Prüflabor an den DITF liegen die Genehmigungen gemäß des Infektionsschutzgesetzes als auch nach der Tierseuchenerregerverordnung für Risikogruppe 2 vor. Das bedeutet, dass mit Mikroorganismen gearbeitet werden darf, die eine Krankheit bei Mensch oder Tier hervorrufen können. Diese Krankheiten können in der Regel gut beherrscht werden.

Antivirale Aktivität mit Coronaviren bestimmt

Einige Prüflaboratorien führen antivirale Tests mit sogenannten Phagen durch, weil diese einfacher durchzuführen sind. Diese Viren nutzen Bakterien als Wirtszellen, um sich zu vermehren. An den DITF habe man im Rahmen eines Forschungsprojektes einen anderen, realitätsnäheren Ansatz, verfolgt. Hier sei die antivirale Aktivität mit Coronaviren bestimmt worden. Mit dem MHV-Virus sei ein Coronavirus ausgewählt worden, welches sehr eng mit dem SARS-CoV-2-Virus verwandt ist und eukaryontische Zellen als Wirt benutzt. Das Prüfverfahren zur Bestimmung der Effektivität gegenüber Coronaviren sei dabei sowohl an die Viren als auch an die Wirtszellen angepasst worden. Dringen die Viren in die Wirtszellen ein und nutzen diese als „Vermehrungsmaschine“, zeigen diese Zellen Schädigungen, sogenannte zytopathische Effekte, welche im Lichtmikroskop deutlich sichtbar sind. Die sichtbare Schädigung der Wirtszellen macht man sich zunutze, um die Anzahl der Viren zu bestimmen, die aufgrund ihrer sehr geringen Größe im Lichtmikroskop nicht sichtbar sind.

Prüfprotokoll zur Bestimmung der antiviralen Aktivität

Im Rahmen des Forschungsprojekts zur Entwicklung von antimikrobiellen Infektionsschutztextilien mit der AGXX®-Technologie mit dem Projektpartner Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG sei im biologischen Labor der DITF ein Prüfprotokoll zur Bestimmung der antiviralen Aktivität mit einem Coronavirus erarbeitet worden. Der Wirkungsmechanismus von AGXX^® basiert auf einer katalytischen Redoxreaktion, bei der Feuchtigkeit und Sauerstoff in reaktive Sauerstoffspezies (ROS) umgewandelt werden, die schließlich die Mikroorganismen abtöten. Demnach konnte eine signifikante Inaktivierung der MHV-Coronaviren von über 99 Prozent bei mit AGXX^® ausgerüsteten Textilien nachgewiesen werden. Das Institut betont, dass die Untersuchungen zu antiviralen Eigenschaften von Textilien mit einem Coronavirus einen wichtigen Beitrag bei der Entwicklung und der Qualitätssicherung von antiviralen Textilien leisten könne.

Quelle: idw/Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf