Schnelltest zur Bestimmung der Keimpenetration

Wie kann die Keimpenetration von OP-Bekleidung schnell und preiswert getestet werden? Das wfk-Cleaning Technology Institute entwickelt dafür ein Prüfverfahren

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Fördergeber

Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)".

Themenfelder

Gesundheit

Die Barrierewirkung von OP-Bekleidung kann jetzt binnen Stunden getestet werden. Vor dem entsprechenden Schnelltest des wfk-Instituts dauerte das zwei Tage.

Schnelltest zur Bestimmung der Keimpenetration

Operationsabdecktücher, OP-Mäntel und Rein-Luft-Kleidung müssen die Anforderungen der DIN EN 13795 erfüllen. Wichtige Anforderungen sind hierbei die Prüfung der Barrierewirkung im nassen und trockenen Zustand, beschrieben in DIN EN ISO 22610 und DIN EN ISO 22612. Diese Prüfungen setzen den Einsatz von Prüforganismen voraus, können nur in mikrobiologischen Laboratorien durchgeführt werden und sind wegen des hohen Aufwands kostenintensiv. Die Ergebnisse liegen frühestens nach 2 Tagen vor.
Gemäß DIN EN 13795 dürfen alternative Prüfverfahren für die Barrierewirkung eingesetzt werden, wenn deren Ergebnis mit den in der Norm angegebenen Verfahren übereinstimmt. Bisher existieren jedoch keine alternativen Verfahren. In der normativen Prüfmethode DIN EN ISO 22612 („Keimpenetration trocken“) werden Sporen von Bacillus atrophaeus eingesetzt, die von Talkumpartikeln getragen werden, um die Größe und Beschaffenheit von menschlichen Hautschuppen zu simulieren. Das Penetrationsvermögen des Sporen-Talkum-Gemisches durch OP-Textilien wird mit Hilfe eines speziellen Textilprüfgerätes ermittelt. Die Anzahl der penetrierten Sporen wird anhand der koloniebildenden Einheiten (KBE) erst nach 24 Stunden Inkubation quantifiziert.
In dem kürzlich abgeschlossenen wfk-Forschungsprojekt wurden Untersuchungen zur Entwicklung einer Schnellmethode zur Prüfung der Barrierewirkung im trockenen Zustand durchgeführt. Hauptziel war hierbei eine kostengünstige, im Rahmen der innerbetrieblichen Eigenkontrolle einfach durchzuführende Methode, die aussagekräftige Ergebnisse bereits innerhalb von weniger als zwei Stunden erbringt. Der dabei verfolgte Lösungsansatz basiert auf der Substitution der bakteriellen Endosporen (Größe 0,5 bis 2,5 µm) durch Mikropartikel vergleichbarer Größe, die eine enzymatische Funktionalisierung aufweisen.
Enzyme können durch chemische Reaktion mit speziellen chromogenen Substraten farbige Reaktionsprodukte bilden, die auch in geringsten Mengen (Nanogrammbereich) einfach visuell wahrnehmbar sind. Hierdurch gelingt es, auch mikroskopisch kleine Partikel durch die gebildeten Farbprodukte erkennen zu können. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden verschiedene Enzyme und entsprechende chromogene Substrate auf ihre Eignung untersucht. Als am besten geeignet erwies sich eine Peroxidase. Das Enzym zeigte keine relevante Inaktivierung in Anwesenheit von gewerblichen Waschmittelkomponenten.
Da eine Kopplung der Peroxidase auf der Oberfläche von Mikropartikeln keine visuell auswertbare Enzymaktivität ergab, wurde ein Verfahren zur Herstellung von „Glasbeads“ etabliert. Diese Glasbeads stellen kristalline Enzymaggregate dar und weisen eine kugelige, mit Bakteriensporen vergleichbare Form und Größe (Durchmesser 0,5 bis 1,0 µm) auf. Die mechanische Stabilität wurde als sehr gut beurteilt, die Lagerstabilität betrug bei 4 °C oder Raumtemperatur mehr als zwei Monate. Der Nachweis einzelner Glasbeads erfolgte mittels einer Chemolumineszenzmethode: die durch Textilien durchgetretenen Glasbeads werden mit einem Substrat versetzt, es kommt zur Freisetzung von grünem Lumineszenzlicht und ein aufgelegter Fotofilm wird an den jeweiligen Stellen geschwärzt. Alternativ kann die Detektion und Dokumentation mit digitalen Kamerasystemen erfolgen. Ferner wurde das normative Prüfgerät so modifiziert, dass die zu prüfenden OP-Textilien nicht in Prüfstücke zerteilt werden müssen.
Die Konstruktion eines speziellen Plattenelements erlaubte die gleichzeitige und nicht zerstörende Prüfung von sechs Textilstellen. Vergleichsuntersuchungen von neuer Methode und normativer Methode wurden mit mehreren von verschiedenen Herstellern bezogenen OP-Materialien durchgeführt, die unter kontrollierten Bedingungen bis zu 50 Aufbereitungszyklen unterzogen wurden. Weitere vergleichende Untersuchungen wurden an Praxistextilien durchgeführt, die von Aufbereitungsbetrieben zur Verfügung gestellt wurden. Alle Untersuchungen bestätigten eine gute Übereinstimmung Operationsabdecktücher, OP-Mäntel und Rein-Luft-Kleidung müssen die Anforderungen der DIN EN 13795 erfüllen, die auch die Prüfung der Barrierewirkung im nassen und trockenen Zustand vorschreibt. Das war bisher ausschließlich mit speziellen Prüforganismen und in mikrobiologischen Laboratorien zu hohen Aufwandskosten und nicht unter zwei Tagen Prüfzeit möglich. Das wfk - Cleaning Technology Institute in Krefeld hat jetzt im Rahmen eines Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF-Vorhaben 17220 N) dazu alternative Verfahren erforscht.
In einem kürzlich abgeschlossenen wfk-Forschungsprojekt wurden Untersuchungen zur Entwicklung einer Schnellmethode zur Prüfung der Barrierewirkung im trockenen Zustand durchgeführt. Hauptziel war hierbei eine kostengünstige, im Rahmen der innerbetrieblichen Eigenkontrolle einfach durchzuführende Methode, die aussagekräftige Ergebnisse bereits innerhalb von weniger als zwei Stunden erbringt. Der dabei verfolgte Lösungsansatz basiert auf der Substitution der im Normalverfahren zur Anwendung kommenden bakteriellen Endosporen (Größe 0,5 bis 2,5 µm) durch Mikropartikel vergleichbarer Größe, die eine enzymatische Funktionalisierung aufweisen.
Der Nachweis gelingt mit der Chemolumineszenzmethode: Die durch Textilien durchgetretenen kristallinen Enzymaggreagte (der Fachmann spricht von „Glasbeads“) werden mit einem Substrat versetzt. Es kommt zur Freisetzung von grünem Lumineszenzlicht; ein aufgelegter Fotofilm wird an den jeweiligen Stellen geschwärzt. Alternativ kann die Detektion und Dokumentation mit digitalen Kamerasystemen erfolgen. Ferner wurde das normative Prüfgerät so modifiziert, dass die zu prüfenden OP-Textilien nicht in Prüfstücke zerteilt werden müssen. Die Konstruktion eines speziellen Plattenelements erlaubte die gleichzeitige und nicht zerstörende Prüfung von sechs Textilstellen. Vergleichsuntersuchungen von neuer Methode und normativer Methode wurden mit mehreren von verschiedenen Herstellern bezogenen OP-Materialien durchgeführt, die unter kontrollierten Bedingungen bis zu 50 Aufbereitungszyklen unterzogen wurden. Weitere vergleichende Untersuchungen wurden an Praxistextilien durchgeführt, die von Aufbereitungsbetrieben zur Verfügung gestellt wurden. Alle Untersuchungen bestätigten eine gute Übereinstimmung beider Prüfmethoden.

Weitere Infos zum Projekt

Kurzzusammenfassung des Projekts (PDF)

Fördergeber

Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)".

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