Die Begriffe.
Auswaschend (leaching, release): Der Wirkstoff diffundiert aus dem Material in Flüssigkeit, Agar oder Gewebe und wirkt auch im Abstand zur Oberfläche. Beispiele: Silberionen, gelöste Biozide, Antibiotika.
Gebunden (non-leaching, kontaktaktiv): Der Wirkstoff ist chemisch oder fest im Material verankert und wirkt nur bei direktem Kontakt [1, 2]. Beispiel: oberflächengebundene quartäre Ammoniumpolymere.
Gemischt: Das Material wirkt über beide Wege, etwa wenn an der Oberfläche Ionen freigesetzt werden oder ein gebundener Träger einen löslichen Bestandteil enthält.
Hemmhof: klare Zone ohne Bakterienwachstum um eine Probe auf beimpftem Agar. Er entsteht, wenn ein wirksamer Stoff aus der Probe in den Agar diffundiert.
Eluat: die Flüssigkeit, in der eine Probe für einen Auswaschversuch gelagert wurde. Sie enthält alles, was das Material in dieser Zeit abgegeben hat.
Was ein Hemmhof bedeutet.
Beim Agardiffusionstest liegt die Probe auf einem mit Bakterien beimpften Nährboden, etwa nach ISO 20645 für textile Flächengebilde oder nach AATCC TM147, der Parallelstrich-Methode [3, 4]. Diffundiert ein wirksamer Stoff in den Agar, bleibt um die Probe eine Zone ohne Wachstum.
Die Breite des Hemmhofs hängt vor allem davon ab, wie gut der Stoff im Agar wandert. Über die Wirkung auf der Oberfläche selbst sagt sie wenig. Gibt ein Material nichts ab, entsteht kein Hemmhof, auch wenn es bei Kontakt wirkt [5].
Ein fehlender Hemmhof kann also zweierlei bedeuten: Kontaktwirkung oder keine Wirkung. Das unterscheidet erst eine Kontaktprüfung. Umgekehrt kann ein Material mit Hemmhof zusätzlich gebunden wirken.
Hemmhoftest und Kontaktprüfung im Vergleich.
Beide Kontaktprüfungen erfassen auch freigesetzte Stoffe. Ob die Wirkung von der Oberfläche oder aus dem Eluat kommt, klärt erst ein Auswaschversuch.
| Merkmal | Hemmhoftest (Agardiffusion) | ISO 22196 / JIS Z 2801 | ASTM E2149 |
|---|---|---|---|
| Prinzip | Probe auf beimpftem Agar | Keimsuspension unter Deckfolie auf der Probe | Probe in geschüttelter Keimsuspension |
| Dauer, Bedingungen | Bebrütung auf Nährboden | 24 h, 35 °C, ≥ 90 % relative Feuchte | 1 h Kontakt in Pufferlösung unter ständigem Schütteln |
| Ergebnis | Breite der Zone ohne Wachstum | antibakterielle Aktivität R, Log-Differenz zur unbehandelten Probe | Reduktion gegenüber Kontrolle in % oder log |
| Geeignete Proben | Textilien, Folien, flache Proben | Kunststoffe und andere nicht poröse Oberflächen | Fasern, Textilien, Pulver, unregelmäßige Formen |
| Erfasst gebundene Wirkstoffe | nein | ja | ja |
| Zeigt Freisetzung | ja | nein | nein, laut Norm nicht unterscheidbar |
Literatur
Vor- und Nachteile.
| Auswaschend | Gebunden | |
|---|---|---|
| Vorteile | wirkt auch in Spalten und in der Umgebung · Freisetzung leicht nachweisbar | kein Wirkstoffverlust durch Abgabe · kein Wirkstoff in Umgebung, Lebensmittel oder Gewebe |
| Nachteile | Vorrat erschöpft sich · Wirkstoff gelangt in Gewebe, Lebensmittel oder Abwasser · Migration und Exposition sind zu bewerten | wirkt nur bei direktem Kontakt · Ablagerungen können die Oberfläche abdecken · braucht eine passende Prüfmethode |
| Typische Klassen | Silberionen, gelöste Biozide, Antibiotika | oberflächengebundene quartäre Ammoniumverbindungen, gepfropfte kationische Polymere, photokatalytische Schichten |
Literatur
Warum der Unterschied zählt.
- Haltbarkeit. Ein auswaschendes System verbraucht seinen Vorrat. Silberausgerüstete Textilien geben zum Beispiel beim Waschen Silber ab; wie viel, hängt von der Art der Ausrüstung ab [13].
- Kontakt mit Menschen und Lebensmitteln. Was das Material verlässt, gilt bei Lebensmittelkontakt als Migration und fließt bei Medizinprodukten in die biologische Beurteilung ein [9, 10].
- Umwelt und Kennzeichnung. Freigesetzte Wirkstoffe gelangen ins Abwasser. Die Biozid-Verordnung bewertet jeden Wirkstoff je Produktart, und behandelte Waren mit Wirkaussage brauchen eine Kennzeichnung [12].
So wird Auswaschen gemessen.
01
Probe in ein Medium legen, das der Anwendung entspricht, etwa Wasser, ein Lebensmittelsimulanz, künstlichen Schweiß oder Urin.
02
Das Eluat zu festgelegten Zeitpunkten entnehmen, zum Beispiel nach einem Tag, einer Woche und einem Monat.
03
Das Eluat chemisch analysieren
Metalle zum Beispiel mit ICP-MS, organische Wirkstoffe mit Chromatografie.
04
Das Eluat mikrobiologisch prüfen. Hemmt es allein das Wachstum, wirkt ein freigesetzter Stoff.
05
Die ausgewaschene Probe erneut mit einer Kontaktprüfung testen. Bleibt die Wirkung erhalten, spricht das für eine gebundene Komponente.
Sieben Fragen an Ihren Lieferanten.
Gibt das Material Wirkstoff ab, und wenn ja, wie viel, in welchem Medium und über welchen Zeitraum?
Welche Prüfung belegt die Wirkung: Norm, Organismen, Kontaktzeit, Bedingungen, Labor und Datum?
Wurde die Wirkung nach Alterung, Reinigung oder Waschen erneut geprüft?
Wie verhält sich die Wirkung, wenn die Oberfläche verschmutzt ist, etwa mit Protein oder Fett?
Welcher Wirkstoff steckt im Material, und ist er für die Produktart genehmigt oder im Prüfprogramm [12]?
Welche Stoffe können in Lebensmittel, auf die Haut oder in Gewebe übergehen, und nach welchen Regeln wird das bewertet, etwa Verordnung (EU) Nr. 10/2011 oder ISO 10993 [9, 10]?
Wie wird die Ware gekennzeichnet, wenn eine biozide Eigenschaft ausgelobt wird?
Für Ihr Produkt
Was das für Ihr Produkt heißt.
Bei Textilien bestimmt der Wirkort die Prüfung: ISO 20645 erfasst nur freigesetzte Stoffe, ISO 20743 misst die antibakterielle Aktivität des Textils selbst [3, 11]. Für Z-Chitosan wird das Freisetzungsverhalten je Material geprüft.