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02.07.2024 | Werkstoffe | Im Fokus | Online-Artikel

Naturstoffe können Plastik antibakteriell machen

verfasst von: Frank Urbansky

2 Min. Lesedauer

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Naturstoffe können vielfältige gesundheitsfördernde Eigenschaften haben. Mitunter zeigen sie eine ausgeprägte antibakterielle Wirkung. Das macht sie zu einem interessanten Forschungsobjekt in der modernen Wissenschaft, besonders im Bereich der Materialwissenschaften.

Naturstoffe könnten in Kunststoffe integriert werden, um deren antimikrobielle Effizienz zu erhöhen. Das wiederum würde Anwendungen in verschiedenen Industrien ermöglichen, von der Medizin bis zur Lebensmittelverpackung.

In der Medizin könnten solche Kunststoffe zur Herstellung von Implantaten, Kathetern und anderen medizinischen Geräten verwendet werden, um die Gefahr von Infektionen zu minimieren. In der Lebensmittelverpackungsindustrie könnten antibakterielle Kunststoffe die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern und die Ausbreitung von pathogenen Keimen in Lebensmitteln zu reduzieren.

Polyphenole und Peptide im Fokus

Die Forschung konzentriert sich auf verschiedene Naturstoffe, die in Pflanzen vorkommen und bereits für ihre antioxidative, entzündungshemmende und blutdruckregulierende Wirkungen bekannt sind.

Diese Stoffe bieten den zusätzlichen Vorteil, dass sie aus nachhaltigen Quellen gewonnen und biologisch abbaubar sind.

Die Herausforderung liegt in der Entwicklung geeigneter Methoden zur Integration dieser Naturstoffe in Kunststoffmatrizes. Techniken wie die Extrusion, die Beschichtung oder die In-situ-Polymerisation werden erforscht, um diese Naturstoffe effektiv in Polymerstrukturen einzubetten. Dabei müssen die antibakteriellen Eigenschaften der Naturstoffe während des Herstellungsprozesses erhalten bleiben und die Endprodukte die erforderlichen mechanischen und chemischen Eigenschaften für ihre spezifischen Anwendungen aufweisen.

Diese Forschung wird vom Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e. V. (TITK, zur Zuse-Gemeinschaft gehörend) in einem Vorlaufforschungsprojekts durchgeführt. Die untersuchten biologischen Wirkstoffe umfassen Polyphenole und Peptide. Peptide sind kleinere Proteine aus Aminosäuren, die als Botenstoffe oder Hormone wirken können, während Polyphenole, die in Pflanzen vorkommen, bekannt für ihre antioxidative, entzündungshemmende und blutdruckregulierende Eigenschaften sind.

Auch gut gegen Pilze und Viren

Zusätzlich besitzen sie neben ihrer antibakteriellen Wirkung auch antivirale und antimykotische Eigenschaften. Stefanie Griesheim, die Projektleiterin, erklärt, dass diese Stoffe Probleme wie Resistenzbildung und Toxizität bei herkömmlichen Wirkstoffen wie Antibiotika und Silber überwinden können. Am TITK wurden Polyphenole und Peptide erfolgreich in verschiedene Polymersysteme eingearbeitet. Die hergestellten Naturstoff-Polymer-Systeme zeigten eine nachweisbare antibakterielle, teilweise sogar antivirale Wirkung. Zudem wurden biokompatible antibakterielle Kunststoffe entwickelt, die sich für den Einsatz in sensiblen Bereichen wie der Medizin- oder Lebensmitteltechnik eignen.

Weitere Forschungen am TITK konzentrieren sich auf die Nutzung antibakterieller Peptide und Bakteriophagen für die Ausrüstung und Beschichtung von Kunststoffen.

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