Antimikrobielles Gewebe: Testmethoden und Industriestandards

Die antimikrobielle Textilausrüstung ist eine praktische Behandlung für Schutztextilien. Dabei werden verschiedene Methoden eingesetzt, um deren Wirksamkeit zu testen. Dieser Artikel behandelt Methoden für Prüfung von TextilienEs untersucht sowohl qualitative als auch quantitative Methoden zur Bewertung der Keimabwehr von Textilien. Es untersucht außerdem die wichtigsten Faktoren, die die Testergebnisse antimikrobieller Textilien beeinflussen. Die Verwendung der richtigen Verfahren und vertrauenswürdiger Testwerkzeuge ist entscheidend für genaue Ergebnisse.

Auswahl der Testmikroorganismen

Zu den mikrobiellen Stämmen zur Prüfung der antimikrobiellen Wirkung von Textilien gehören Bakterien und Pilze. Bei Bakterien konzentrieren wir uns auf grampositive und gramnegative Stämme. Pilze, Schimmelpilze und Dermatophyten sind typische Vertreter. Um die antimikrobielle Wirksamkeit von Textilproben zu überprüfen, wählen Sie relevante und repräsentative Mikroorganismen aus. Die Stämme in Tabelle 1 kommen in der Natur häufig vor. Sie kommen auf der menschlichen Haut und Schleimhäuten vor. Daher eignen sie sich hervorragend für die Prüfung antimikrobieller Textilien. Für genaue Ergebnisse wählen Sie die richtigen Testorganismen. Wichtig ist außerdem die Verwendung standardisierter Textilprüfgeräte.

Repräsentative Mikroorganismen für Textilprüfungen

Staphylococcus aureus ist ein äußerst widerstandsfähiges Bakterium, das keine Sporen bildet. Es handelt sich um einen häufigen grampositiven Stamm, der in Textilprüfungen eingesetzt wird. Forscher erkennen Bacillus subtilis an seiner starken Resistenz aufgrund der Sporenbildung. Er dient oft als Beispiel für sporenbildende Bakterien. Bacillus megaterium ist ein sporenbildender Erreger. Er wird häufig in Textilprüfungen eingesetzt.
Escherichia coli ist ein gramnegatives Bakterium, das in verschiedenen natürlichen Umgebungen vorkommt. Es ist ein gängiger Standard in vielen Textilprüfprotokollen. Die chinesische Norm (GB2423.16-81) listet Pilze wie Aspergillus flavus und Chaetomium globosum für Schimmelresistenztests auf. Diese Pilze werden häufig verwendet, um eine reale Schimmelbelastung auf Textilien und Polymeren zu simulieren.
Candida albicans ist ein Hefepilz, der Infektionen verursachen kann. Er besiedelt üblicherweise die menschliche Haut und Schleimhäute. Er wird häufig in antimikrobiellen Textiltests eingesetzt. Dies liegt daran, dass er gut auf Medikamente reagiert und eine bakterielle Kolonieform aufweist. Dadurch lässt er sich bei Tests leicht zählen und beobachten. Seine besonderen Pilzeigenschaften und sein Kolonieverhalten machen ihn zu einer guten Wahl für Standardtests mit modernen Textilwerkzeugen.

Breitband-Antimikrobieller-Stofftest in Textilien

Um zu testen, ob ein antimikrobieller Stoff gegen viele Keime wirkt, verwendet man eine Mikrobenmischung. Diese Kultur sollte bestimmte Stämme in bestimmten Mengen enthalten. Derzeit testen Forscher viele antimikrobielle Produkte mit drei Standardorganismen: Staphylococcus aureus (grampositiv), Escherichia coli (gramnegativ) und Candida albicans (Pilz). Diese Methode gibt zwar einen Einblick, zeigt aber nicht vollständig, wie Textilien Mikroben im wirklichen Leben bekämpfen.
Bei Textiltests mit Pilzen kann die Zählung koloniebildender Einheiten schwierig sein. Dies liegt an der Art und Weise, wie Pilze wachsen. Wir überprüfen die antimykotische Wirkung häufig durch Messung des Pilzwachstums auf der Textilprobe. Dies geschieht, nachdem die Probe bei kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert wurde. Die Bewertung erfolgt anhand eines Bewertungssystems der britischen Norm BS6085-81. Dieses System hilft bei der Beurteilung der Pilzresistenz. Konsistente Verfahren sind der Schlüssel zu zuverlässigen Ergebnissen. Sie benötigen außerdem fortschrittliche Textilprüfgeräte. Diese Geräte simulieren Umweltbedingungen und verfolgen die mikrobielle Aktivität auf Textiloberflächen präzise.

Antimikrobielle Gewebeleistung Testmethoden

Wir prüfen die Keimabwehr von Textilien mithilfe von drei Tests: qualitativ, semiquantitativ und quantitativ. Jede Methode ist wichtig, um die Wirksamkeit antimikrobieller Behandlungen auf Textilien zu überprüfen. Sie unterscheiden sich in Genauigkeit und Anwendung.

Qualitative Testmethoden

• Zu den qualitativen Textilprüfmethoden gehören:
• AATCC-Testmethode 90 (Halo-Test)
• JIS Z2911-1981 (Antimikrobieller Test)
• AATCC 30 (Bewertung der Resistenz gegen Pilzbefall und Fäulnis)
• GB/T 20944.1-2007 (Textilien – Agardiffusionsmethode für antibakterielle Aktivität)

Bei Textilprüfmethoden werden üblicherweise Testorganismen auf den Stoff aufgebracht. Anschließend wird eine Sichtprüfung auf mikrobielles Wachstum durchgeführt. Die Auswertung prüft, wie gut antimikrobielle Wirkstoffe vom Stoff auf den Nährboden übergehen. Diese Methode eignet sich hervorragend für auslaugbare Oberflächen. Für dauerhafte, waschbeständige Behandlungen ist sie jedoch nicht geeignet.

Zu den Vorteilen zählen niedrige Kosten und schnelle Ergebnisse. Qualitative Methoden liefern keine genaue Messung der antimikrobiellen Aktivität. Daher fehlen den Ergebnissen genaue Zahlen. Um präzise und einheitliche Ergebnisse in der Produktentwicklung oder Qualitätskontrolle zu erzielen, sind oft moderne Textilprüfgeräte erforderlich. Forscher nutzen diese für Folgetests, die auf quantitativen Methoden basieren.

AATCC 90 Testmethode

Der AATCC 90-Test ist ein schneller Textiltest. Er dient hauptsächlich der Bewertung der Wirksamkeit antimikrobieller Wirkstoffe. Zunächst werden Testbakterien auf ein Agarmedium gegeben. Anschließend wird die Stoffprobe direkt auf die Oberfläche gelegt. Nach 37-stündiger Inkubation bei 24 °C wird das mikrobielle Wachstum geprüft. Mithilfe einer Lupe lässt sich die Größe des Hemmhofs um den Stoff erkennen. Die Ergebnisse werden anschließend mit einer Kontrollprobe verglichen.
Diese Methode ist einfach, schnell und kann viele Proben gleichzeitig verarbeiten. Sie hat jedoch auch Einschränkungen. Die Inkubationszeit ist festgelegt, die Konzentration des bakteriellen Inokulums ist jedoch unklar. Dies kann zu inkonsistenten Ergebnissen führen. Die Größe des Hemmhofs zeigt, wie gut sich der Wirkstoff verbreitet. Sie zeigt auch seine Wirksamkeit gegen Mikroben an. Dies ist nützlich für den Vergleich mit einem Referenzgewebe. Es ist jedoch keine zuverlässige Methode, die antimikrobielle Aktivität quantitativ zu messen. Experten empfehlen den Einsatz zusätzlicher Textilprüfgeräte und messbarer Methoden zur besseren Beurteilung.

AATCC 90 Sprühmethode

Die AATCC 90 Sprühmethode ist eine modifizierte Version des ursprünglichen AATCC 90 Textiltests. Nach der Inkubation wird eine bestimmte Menge TNT-Reagenz auf die Stoffprobe gesprüht. Anschließend überprüfen wir die antimikrobielle Wirkung anhand des Bakterienwachstums auf der Probe.
Der Farbumschlag entsteht durch eine biochemische Reaktion. Succinat-Dehydrogenase aus den Testbakterien reduziert das TNT-Reagenz. Dadurch bildet sich ein unlösliches rotes Pigment. Dieser Farbumschlag zeigt an, dass die Bakterien aktiv sind. Er hilft uns auch zu erkennen, wie gut die Probe Keime bekämpft.
Diese Textiltestmethode bietet einen großen Vorteil: Sie erkennt Bakterienwachstum, selbst wenn sich um die Probe kein sichtbarer Hemmhof befindet. Bakterienaktivität auf der Agaroberfläche führt zu einer Rotfärbung. Diese Veränderung hilft, die Wirksamkeit des antimikrobiellen Mittels zu beurteilen. Die übersichtliche Darstellung erleichtert die Anwendung. Sie ist somit ein hilfreiches Screening-Tool. Für eine bessere Analyse können Sie es mit anderen Textiltestgeräten kombinieren.

AATCC 90 Kolorimetrische Methode

Die kolorimetrische Methode AATCC 90 basiert auf dem ursprünglichen AATCC 90-Textiltest. Sie bietet eine semiquantitative Methode zur Farbbestimmung. Nach der Inkubation werden die Bakterien von der Textilprobe abgewaschen. Anschließend wird der Bakteriensuspension eine bestimmte Menge TNT-Reagenz zugegeben, um die Farbreaktion auszulösen. Nach 15 Minuten misst ein Spektralphotometer die Absorption bei 525 nm. Dieser Absorptionswert korreliert mit der Anzahl der vorhandenen lebensfähigen Bakterien.
Mit dieser Methode lässt sich die antimikrobielle Wirkung besser messen als durch visuelle Beobachtung. Bei Organismen, die keine Succinat-Dehydrogenase produzieren, ist diese Methode nicht anwendbar. Das TNT-Reagenz benötigt dieses Enzym für die Farbreaktion.
Um genaue und wiederholbare Ergebnisse zu erzielen, insbesondere beim Messen, ist eine präzise Steuerung dieser Methode erforderlich. Zuverlässige Textilprüfgeräte, wie kalibrierte Spektralphotometer, sind in Prüflaboren unerlässlich.

JIS Z2911 Antimykotische Testmethode

Die JIS Z2911-Methode testet die Schimmelresistenz von Textilien. Sie ist eine der ersten Standardmethoden zur Messung antimykotischer Eigenschaften. Die Methode besteht darin, eine gemischte Sporenlösung gleichmäßig auf die Stoffprobe und das Nährmedium zu sprühen. Die Proben werden unter kontrollierten Bedingungen inkubiert. Während der festgelegten Zeit prüfen wir regelmäßig auf Schimmelwachstum.
Die Menge des Schimmelwachstums bestimmt die antimykotische Wirksamkeit des Textils. Diese Methode bietet eine klare Möglichkeit, Textilien auf Pilzresistenz zu testen. Sie konzentriert sich auf Materialien, die die Forscher in feuchten und mikrobengefährdeten Bereichen einsetzen.
Um Genauigkeit und Wiederholbarkeit zu gewährleisten, verwenden Sie konsistente Methoden und spezielle Textilprüfgeräte. Dies ist insbesondere bei der Prüfung widerstandsfähiger Oberflächen oder Beschichtungen wichtig.

AATCC 30 Testmethode

Mit dem AATCC 30-Test prüfen Forscher die Widerstandsfähigkeit von Textilmaterialien gegen Schimmel und Fäulnis. Er ermittelt die Wirksamkeit von Bioziden bei der Verhinderung von Pilzbefall und Materialabbau.
Die Methode hat einige Ansätze:

• Bodenvergrabungsmethode
• Agarplattenmethode
• Feuchtigkeitsglasmethode

Bei der Bodenvergrabungsmethode werden Stoffproben bestimmter Größen für eine bestimmte Zeit in Erde gelegt. Anschließend messen wir ihre Bruchfestigkeit. Der Verlust der Bruchfestigkeit gibt Aufschluss über die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Pilzbefall.
Mit der Agarplattenmethode lässt sich die Widerstandsfähigkeit von Textilien gegen Pilzbefall beurteilen. Dazu wird eine Agarplatte mit Nährmedium verwendet. Anschließend wird sie mit einer wässrigen Suspension von Aspergillus-Sporen beimpft. Darauf werden mit einem nichtionischen Netzmittel behandelte Stoffscheiben gelegt. Auch sie werden mit der Sporensuspension behandelt. Nach der Inkubation bei einer bestimmten Temperatur prüfen wir, wie viel Schimmel auf dem Stoff gewachsen ist. Dies beurteilen wir anhand der vom Pilz bedeckten Fläche.
Bei der Feuchtigkeitsglasmethode werden behandelte Stoffstreifen verwendet. Diese Streifen hängen in einem Weithalsglas. Das Glas enthält eine bestimmte Menge Wasser, gemischt mit einer bestimmten Konzentration an Pilzsporen. Dadurch wird die Temperatur des Gefäßes gehalten. Anschließend prüfen wir die Stoffstreifen auf sichtbaren Schimmelbefall. Wir untersuchen, wie groß die Fläche ist, die der Schimmel bedeckt.

GB/T 20944.1-2007 – Textilien: Bewertung der antibakteriellen Aktivität, Teil 1: Agar-Diffusionsplatten-Methode

Dieser Standard ist die neueste Methode, um die Widerstandsfähigkeit von Textilien gegen Bakterien zu testen. Dazu werden zwei Schichten Agar-Agar in eine Petrischale gegeben. Zuerst wird eine sterile Grundschicht aufgetragen. Anschließend wird eine beimpfte Deckschicht aufgetragen. Die Stoffprobe wird auf beide Schichten gelegt.
Nach einer festgelegten Inkubationszeit prüfen wir, wie gut das Textil Bakterien bekämpft. Dazu beobachten wir das Bakterienwachstum an der Stelle, an der die Probe auf das Agarmedium trifft.

Semiquantitative Testmethode

Die Parallelstreifenmethode ist ein beliebter semiquantitativer Test. Sie prüft, wie gut Textilien Bakterien widerstehen. Mit dieser Methode lässt sich schnell und einfach testen, wie gut behandelte Textilien Keime abwehren. Sie eignet sich hervorragend für Textilien mit diffusiblen antimikrobiellen Wirkstoffen. Sie stellt eine einfachere Alternative zum komplexeren AATCC 100-Test dar.
AATCC 147 ist ein Standardprüfverfahren zur Bewertung antimikrobieller Ausrüstungen von Textilien. Forscher kennen es als semiquantitative Methode zur Textilprüfung. Bei diesem Verfahren entnehmen wir ein bestimmtes Volumen einer Bakteriensuspension. Diese enthält in der Regel Sporen von Staphylococcus aureus. Anschließend beimpfen wir eine Nähragarplatte mit fünf parallelen Streifen. Legen Sie die Stoffprobe im rechten Winkel über die Streifen. Drücken Sie sie leicht an, um einen engen Kontakt mit der Agaroberfläche zu gewährleisten. Nach der Inkubation messen wir die antimikrobielle Aktivität des Textils. Dazu überprüfen wir die Breite der Hemmhöfe um die Streifen, die den Stoff berühren.
Dieser Textiltest ist effizient und zuverlässig. Er eignet sich hervorragend zur Qualitätskontrolle und zur Entwicklung antimikrobieller Textilien.

Quantitative Testmethoden

Schüttelkolbenmethode: Schnell, aber beschränkt auf nicht auslaugende antimikrobielle Mittel

Zurzeit sind die Schüttelkolbenmethode und die Absorptionsmethode die gängigsten Methoden, um die Widerstandsfähigkeit von Textilien gegen Bakterien zu testen.
Bei der Schüttelkolbenmethode wird eine Textilprobe in eine Bakteriensuspension gegeben. Anschließend wird die Mischung geschüttelt. Dies gewährleistet einen guten Kontakt zwischen dem antimikrobiellen Wirkstoff des Stoffes und den Mikroorganismen. Die Veränderung der Anzahl lebender Bakterien vor und nach dem Schütteln zeigt die antibakterielle Wirksamkeit an.

Absorptionsmethode: Zeitaufwendig, aber genauer und vielseitiger

Die Absorptionsmethode benötigt ein festgelegtes Volumen an Bakteriensuspension. Dies gilt sowohl für die Probe mit antimikrobiellen Wirkstoffen als auch für die unbehandelte Kontrolle. Nach der Inkubation spülen Sie beide Proben mit der Elutionslösung. Zählen Sie die lebensfähigen Bakterien im Eluenten. Überprüfen Sie anschließend die antimikrobielle Aktivität. Beobachten Sie die Veränderung der Bakterienzahl vor und nach der Inkubation.
Die Schüttelkolbenmethode ist nicht einfach. Sie funktioniert hauptsächlich mit nicht auslaugenden antimikrobiellen Textilien. Die Absorptionsmethode ist zeitaufwändiger. Sie eignet sich jedoch sowohl für auslaugende als auch für nicht auslaugende antimikrobielle Textilien. Zudem sind die Testbedingungen dem realen Tragen sehr ähnlich. Dies macht sie zur präzisesten Methode für Textilprüfungen, die heute verfügbar ist.
Experten gehen davon aus, dass die Absorptionsmethode für künftige Textiltests von entscheidender Bedeutung sein wird.
Zu den gängigen Standards für quantitative Tests gehören:

• AATCC-Testmethode 100 (Quantitative Bewertung der Bakterienreduktion)
• JIS L1902-8:1998 (quantitatives Testverfahren)
• FZ/T 02021-92
• Modifizierter Quinn-Test
• ASTM E2149-2001 (Dynamisches Testverfahren für die antimikrobielle Aktivität immobilisierter Wirkstoffe)
• GB/T 20944.2-2007 (Bewertung der antibakteriellen Aktivität von Textilien, Teil 2: Absorptionsmethode)

Der Hauptvorteil quantitativer Textilprüfverfahren liegt in ihrer Genauigkeit. Sie sind zudem objektiv und reproduzierbar. Im Vergleich zu qualitativen Ansätzen sind sie jedoch zeitaufwändiger und kostenintensiver.
In diesem Abschnitt werden wir einige gängige quantitative Textilprüfmethoden detailliert beschreiben.

AATCC-Testmethode 100

AATCC 100: Ein klassischer Standard für antibakterielle Textiltests

Die AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists) entwickelte 100 die Testmethode 1961. Sie wurde 1965 und 1981 überarbeitet. Heute ist sie ein wichtiger Standard zur Prüfung der Bakterienresistenz von Textilien. Sie ermöglicht die quantitative Bewertung der bakteriostatischen und bakteriziden Wirksamkeit antimikrobieller Textilien.

Bakterien breiten sich sowohl auf dem behandelten (Test-)Gewebe als auch auf dem unbehandelten (Kontroll-)Gewebe aus. Nach einer festgelegten Inkubationszeit fügen wir eine Neutralisationslösung hinzu. Anschließend schütteln wir die Proben kräftig, um die verbleibenden lebensfähigen Bakterien zu entfernen. Wir messen die Bakterienzahl im Eluenten mittels Plattenzählverfahren. Anschließend ermitteln wir die prozentuale Reduktion durch Vergleich mit der Kontrollprobe.
Einschränkungen der ursprünglichen Methode:

• Begrenzte Anzahl Proben pro Test
• Zeitaufwändiges Verfahren
• Ungeeignet für die Bewertung nicht auslaugender antimikrobieller Stoffe
• Fehlende Spezifität in der Zusammensetzung der Neutralisationslösung
• Nährstoffreiche Bakteriensuspension spiegelt möglicherweise nicht die tatsächlichen Verschleißbedingungen wider
• Große Testbehälter erschweren die Handhabung

Verbesserter AATCC 100: Effizienter und geeignet für moderne antimikrobielle Textilien

Forscher haben eine verbesserte Version des AATCC 100 entwickelt. Sie nutzten Erkenntnisse aus Tests im In- und Ausland, um diese zu verbessern. Diese neue Methode bietet ein leistungsstarkes Rahmenwerk für Textiltests. Sie kann viele Arten antimikrobieller Gewebematerialien bewerten.
Zu den wichtigsten Änderungen gehören:

• Reduzierung der Stoffprobengröße von einem Kreis mit 4.8 cm Durchmesser auf ein Quadrat mit ca. 1.8 cm Durchmesser
• Verwendung von 30-ml- oder 50-ml-Erlenmeyerkolben mit Deckel
• Ersetzen der AATCC-Brühe durch 0.85 % kalte physiologische Kochsalzlösung (0–4 °C) für die Bakteriensuspension
• Verdünnung des bakteriellen Inokulums von ~10⁸–10⁹ KBE/ml auf 1×10⁵–2×10⁵ KBE/ml
• Verwendung von 20 ml kalter 0.85%iger Kochsalzlösung als neutralisierende Spülung

Forscher berechnen die antibakterielle Wirksamkeit wie folgt:

Diese verbesserte Methode eignet sich sowohl für auslaugende als auch für nicht auslaugende antimikrobielle Textilien. Die Nährstoffbedingungen entsprechen besser denen im realen Textilgebrauch. Sie bietet eine solide, praxisnahe Methode für moderne Textilprüfungen. Immer mehr Labore weltweit setzen sie in ihren Prüfprotokollen ein.

JIS L1902-8 (1998) Quantitative Testmethode

Japanische Wissenschaftler haben die AATCC-Testmethode 100 verbessert. Sie entwickelten neue Methoden zur Bakterienzählung, zur Prüfung des Bakterienwachstums und zur Verwendung von Agarplatten. Sie änderten die bakteriellen Hemmtests und verbesserten die AATCC 100. Das Japan Industrial Standards Committee aktualisierte die Norm JIS L1902-1990. Sie schufen die neue Norm JIS L1902-1998 zur Prüfung antimikrobieller Textilien. Diese Methode bietet eine klare und einheitliche Möglichkeit, die Bakterienresistenz von Textilien in Japan zu beurteilen. Sie unterstützt zudem die weltweiten Bemühungen zur Entwicklung zuverlässiger Normen für Textilprüfungen.

FZ/T 02021-92 Prüfverfahren

Die Norm FZ/T 02021-92 ist eine Richtlinie der chinesischen Textilindustrie. Sie erläutert, wie die antibakterielle Wirkung von Textilien getestet wird. Geben Sie den Teststoff und den Kontrollstoff in separate Erlenmeyerkolben. Verwenden Sie zwei Kolben für die Testproben und einen für die Kontrollproben. Geben Sie zuerst die Indikatorbakterienlösung hinzu. Reinigen Sie anschließend die Kontroll- und die Testproben mit einer Pufferlösung. Messen Sie anschließend die Bakterienzahl. Der Techniker inkubiert die Testproben 20 Stunden lang bei der richtigen Temperatur. Anschließend spülen die Forscher sie mit der Pufferlösung. Abschließend messen sie die Bakterienzahl. Berechnen Sie die prozentuale Bakterienreduktion, indem Sie die Zählungen vor und nach der Inkubation vergleichen.

Diese Methode ist Teil des chinesischen Engagements für hohe Textilprüfstandards. Sie prüft, wie gut Textilmaterialien Bakterien in verschiedenen Anwendungen bekämpfen. Sie zeigt Herstellern und Forschern, dass antimikrobielle Behandlungen in Textilien wirksam sind.

Modifizierte Quinn-Testmethode

Prinzip: Bei dieser Methode wird eine bestimmte Menge Bakteriensuspension auf den Teststoff aufgebracht. Dadurch kommen die Bakterien vollständig mit der Textiloberfläche in Kontakt. Nach der festgelegten Einwirkzeit wird der Probe ein Nährmedium zugegeben. Dadurch können alle überlebenden Bakterien wachsen. Wir prüfen, wie gut der Stoff Bakterien abtötet. Dies tun wir, indem wir den Rückgang der lebenden Bakterien messen. Bakterienkolonien (KBE) werden mithilfe einer Lupe gezählt. Mit dieser Methode lässt sich einfach und effektiv testen, wie gut ein Stoff mikrobielles Wachstum nach Kontakt hemmt.

ASTM E2149–2001 Testmethode

Die Methode ASTM E2149–2001 ist ein Schüttelkolbentest. Sie ist einfach und leicht anzuwenden, insbesondere im Vergleich zu absorptionsbasierten Methoden. Bei dieser Technik wird eine Bakteriensuspension verwendet. Die Stoffprobe wird darin eingetaucht und leicht geschüttelt, um den Kontakt aufrechtzuerhalten. Sie eignet sich sowohl für nicht auslaugende als auch für auslaugende antimikrobielle Textilien. Zudem ist sie nicht an die Wasseraufnahmefähigkeit des Materials gebunden. Sie eignet sich für verschiedene Textilarten, darunter Pulver, Daunen, unebene Stoffe und ungewöhnlich geformte Proben.

Diese Methode eignet sich für Textilien. Sie ist auch für Pulver, Granulate und behandelte Feststoffe anwendbar. Ihr breites Anwendungsspektrum und ihre einfache Handhabung machen sie zur ersten Wahl für die Prüfung der antimikrobiellen Wirkung mit Standard-Textilwerkzeugen.

GB/T 20944.2-2007 Textilien – Prüfung der antibakteriellen Aktivität: Teil 2 Absorptionsmethode

Dieser nationale Standard zeigt Chinas neue Methode zur Prüfung der Bakterienresistenz von Textilien. Das Testprinzip ist einfach: Zunächst wird die Testprobe beimpft. Anschließend wird die Kontrollprobe mit einer Bakteriensuspension beimpft. Dabei werden zwei Verfahren durchgeführt. Das erste eluiert unmittelbar nach der Beimpfung. Das zweite eluiert nach der Inkubation unter bestimmten Bedingungen. Wir messen die Anzahl lebensfähiger Bakterien in den eluierten Lösungen. Anschließend berechnen wir den antibakteriellen Wert bzw. die Hemmrate. So können wir die Wirksamkeit des Textils gegen Bakterien beurteilen.

Diese Methode ist sehr präzise. Sie funktioniert sowohl bei auslaugenden als auch bei nicht auslaugenden antimikrobiellen Textilien. Sie ist daher eine zuverlässige Wahl für die Prüfung intelligenter Textilien.

Schlüsselfaktoren, die antibakterielle Testmethoden für Textilien beeinflussen

In diesem Abschnitt werden zwei Haupttestmethoden erläutert: die Schüttelkolbenmethode und die Absorptionsmethode.

Wichtige Faktoren, die die Ergebnisse des Schüttelkolbentests beeinflussen

Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Schüttelkolbenmethode hängen von einigen Schlüsselfaktoren ab.

Schlüsselfaktoren sind:

• Bakterienstämme
• Waschmittel
• Waschschritte
• Testparameter

Die Kriterien zur Messung der Wirksamkeit des antibakteriellen Mittels.

Testen Sie Bakterienstämme

Mikroorganismen derselben Art können unterschiedlicher Herkunft sein. Diese Unterschiede können ihre Empfindlichkeit gegenüber dem antimikrobiell behandelten Textil beeinflussen. Infolgedessen können die antibakteriellen Werte variieren. Aus Gründen der Konsistenz empfehlen wir daher die Verwendung von Standardbakterienstämmen.

Bakterienwachstum folgt einem gemeinsamen Muster.

Es besteht aus vier Phasen:

• Verzögerungsphase
• Logarithmische (exponentielle) Wachstumsphase
• Stationäre Phase
• Niedergangsphase

Die Dauer jeder Phase variiert je nach Bakterienart. Staphylococcus aureus beispielsweise wird häufig in antibakteriellen Textiltests verwendet. Er vermehrt sich deutlich langsamer als Escherichia coli oder Klebsiella pneumoniae. Die Ergebnisse können je nach Wachstumsstadium der Bakterien unterschiedlich ausfallen. Ihre Stoffwechselaktivität ändert sich in jeder Phase.

Waschmittel und Waschmethoden

Vor dem Testen ist in der Regel ein Vorwaschen der Probe erforderlich. Dies gilt nur, wenn es sich um Einwegtextilien handelt oder diese für den Gebrauch nicht gewaschen werden müssen. Dieser Schritt dient zwei Zwecken: Er entfernt Staub und Schmutz vom Stoff und entfernt überschüssige antimikrobielle Wirkstoffe.

Die Art des Waschmittels und seine Spülwirkung können die Testergebnisse maßgeblich beeinflussen. Daher ist eine Standardisierung des Waschverfahrens und der Waschmittelformulierung erforderlich. Ohne eine solche Standardisierung sind die Ergebnisse verschiedener Prüfinstitute möglicherweise nicht vergleichbar.

Testparameter

Die Temperatur ist ein entscheidender Faktor für das mikrobielle Wachstum. Bei niedrigen Temperaturen hören Bakterien auf zu wachsen. Steigt die Temperatur, beschleunigen sich chemische und enzymatische Reaktionen in den Bakterien. Dies führt zu schnellerem Bakterienwachstum. Die meisten Bakterien in diesen Tests sind mesophil. Sie wachsen am besten bei etwa 37 °C.

Die Bakterienvermehrung reagiert sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen. Daher ist die Temperaturkontrolle bei antimikrobiellen Gewebetests unerlässlich. Der einzige Standard mit einer Inkubationstemperatur von (24 ± 1) °C ist „Antibakterielle Strickstoffe“. Alle anderen Standards verwenden 37 °C.

Forscher sollten die Inkubationstemperaturen standardisieren, um die Vergleichbarkeit der Testmethoden zu gewährleisten.

Andere Testparameter können die Ergebnisse beeinflussen. Zu den wichtigsten Faktoren gehören:

• Bakterienkonzentration
• Bakterielle Lebensfähigkeit
• Nährstoffverfügbarkeit
• Kontaktzeit mit Bakterien
• Inkubationsmethode
• Inkubationsdauer

Durch die Festlegung einheitlicher Testparameter wird sowohl die Wiederholbarkeit innerhalb eines Labors als auch die Vergleichbarkeit zwischen Laboren verbessert.

Bestimmung der antibakteriellen Wirksamkeit

Derzeit wird die antibakterielle Wirksamkeit üblicherweise entweder als prozentuale oder logarithmische Reduktion angegeben. Prozentwerte sind zwar leicht zu verstehen, übersehen jedoch oft wichtige Unterschiede in der antibakteriellen Wirkung. Beispiele: 90 %, 99 %, 99.9 %, 99.99 %, 99.999 %. Jede zusätzliche 9 nach dem Komma bedeutet eine Verzehnfachung, selbst wenn die Zahlen ähnlich aussehen. Zudem werden in Testberichten die Werte oft auf eine Dezimalstelle gerundet. Dadurch werden Unterschiede schwerer erkennbar.

Da sich Bakterien exponentiell vermehren, ist die Prozentdarstellung wissenschaftlich nicht immer sinnvoll. Log-Reduktionswerte (wie 1, 2, 3, 4, 5) zeigen deutliche Unterschiede in der antibakteriellen Wirkung. Für Laien könnten sie jedoch schwer verständlich sein.

Wir müssen an Umwelt und Sicherheit denken. Wir sollten also nicht nur auf sehr hohe antibakterielle Werte setzen. Die meisten antibakteriellen Textilien kommen mit der menschlichen Haut in Berührung und werden häufig gewaschen. Daher müssen wir sicherstellen, dass sie sicher und langlebig sind.

Der taiwanesische Standard CNS 14945 untersucht, wie wirksam Textilien Bakterien bekämpfen. Antragsteller müssen Sicherheits- und Toxizitätsberichte einreichen. Erst dann können sie die antimikrobielle Wirkung von Textilien testen. Dazu gehören:

• Ein Hautreizungstestbericht (pH < 2) und ein Allergenitätstest ohne allergische Reaktionen bei Tieren.
• Ein Bericht über die akute orale Toxizität von Zusatzstoffen umfasst einen laborzertifizierten Bericht. Dieser zeigt, dass bei Mäusen bei Dosen über 1,000 mg/kg keine Todesfälle oder Probleme auftraten.
• Oder ein Prüfbericht und eine Erklärung eines Drittanbieters, die vom Rohstofflieferanten bereitgestellt werden.

Für Produkte, die nicht gewaschen oder berührt werden, können die Sicherheitsvorschriften gelockert werden. Daher müssen wir klare Leistungsstandards für antimikrobielle Stoffe festlegen, die auf der jeweiligen Verwendung des Produkts basieren.

Schlüsselfaktoren, die die Wirksamkeit der Absorptionsmethode beeinflussen

Die Testergebnisse der Absorptionsmethode hängen von wichtigen Faktoren ab. Dazu gehören die Herstellung der Bakteriensuspension, die Kontrollprobe, das Wiegen der Testprobe und die Inkubationsdauer. Diese Elemente spielen eine entscheidende Rolle für den Erfolg des Experiments.

Herstellung der Bakteriensuspension

Der erste Schritt bei der Prüfung antimikrobieller Stoffe ist die Herstellung der Bakteriensuspension. Dieser Schritt ist entscheidend. Er beeinflusst direkt das Bakterienwachstum während des Experiments. Heute kommen hauptsächlich zwei Methoden zum Einsatz. Die erste ist die Zwei-Schritt-Methode, die dem US-amerikanischen Standard AATCC 100 folgt. Die zweite ist die Drei-Schritt-Methode, die auf dem japanischen Standard JIS L 1902 basiert.

Die zweistufige Methode umfasst:

• Verwenden Sie eine Impföse, um Bakterien aus einer gelagerten Kultur auf eine Nähragarplatte auszustreichen. Inkubieren Sie die Platte anschließend für eine festgelegte Zeit bei 37 °C.
• Wählen Sie eine typische Kolonie von der Agarplatte. Geben Sie sie anschließend in eine Nährbrühe. Inkubieren Sie diese Brühe für eine festgelegte Zeit bei 37 °C.
• Die resultierende Bakteriensuspension wird dann für den Test auf die erforderliche Konzentration verdünnt.

Die Drei-Schritt-Methode fügt einen weiteren Schritt hinzu:

Einen Teil der Bakteriensuspension aus dem zweiten Schritt entnehmen und in neue Nährlösung geben. Bei 37 °C inkubieren. Anschließend die Kultur auf die gewünschte Konzentration verdünnen.

Bedeutung der Bakterienlebensfähigkeit bei antimikrobiellen Gewebetests

Bei antimikrobiellen Stofftests ist es wichtig, Bakterien mit hoher Lebensfähigkeit zu verwenden. Dies zeigt, wie gut Textilien Mikroben abwehren können. Wir überprüfen die Bakterienlebensfähigkeit während des Tests. Dazu vergleichen wir das Wachstum von Kontrollproben vor und nach der Inkubation. Wächst das Bakterienwachstum gut, ist es lebensfähiger. Ist das Wachstum jedoch eingeschränkt, zeigen sie eine geringere Aktivität.

Zweistufige vs. dreistufige Kultivierungsmethoden

Tabelle 2 zeigt experimentelle Daten zur Zwei- und Drei-Schritt-Methode. Die Ergebnisse zeigen, dass die Drei-Schritt-Methode die bakterielle Lebensfähigkeit in der Suspension erhöht. Dies gilt insbesondere für Staphylococcus aureus. Er neigt zu einem langsamen Wachstum. Bei Escherichia coli, das im Allgemeinen sehr aktiv ist, ist der Unterschied minimal.

Stammspezifische Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit

Die Drei-Schritt-Methode verringert das Risiko, schwach konservierte Stämme zu verwenden. Sie liefert zudem bessere Ergebnisse und liefert ein klareres Bild der antimikrobiellen Wirksamkeit von Textilien. Sie erfordert mehr Zeit und Aufwand als die Zwei-Schritt-Methode, da sie drei Kulturstufen umfasst. Bei aktiven Bakterien wie E. coli ist dieser zusätzliche Schritt möglicherweise nicht erforderlich. Die Zwei-Schritt-Methode kann ähnliche Ergebnisse liefern. Dies ist der Fall, wenn das Bakterienwachstum in der Kontrollprobe die erforderliche Rate erreicht.

Wählen Sie für eine bessere Effizienz die richtige Methode basierend auf dem Bakterienstamm.

Kontrollprobe

Die Wahl der Kontrollprobe ist bei antimikrobiellen Tests entscheidend. Denn wir vergleichen die antimikrobielle Leistung mit der Kontrollprobe. Bakterienwachstum in der Kontrollprobe beeinflusst die endgültige antimikrobielle Bewertung. Bei einigen Methoden wird derselbe Stoff wie die Testprobe verwendet. Sie enthalten jedoch keine antimikrobiellen Wirkstoffe. Diese dient als Kontrolle. Diese Methode ist hauptsächlich für Hersteller gedacht. Sie eignet sich gut für Versuche zur Prozessoptimierung. Für kommerzielle Tests ist sie jedoch nicht praktikabel. Unternehmen können bei der Einreichung oft keine passenden Kontrollproben vorlegen.

Um Experimente zu vereinfachen und Ergebnisse besser vergleichbar zu machen, müssen wir eine Kontrollprobe wählen, die für die meisten textilen Prüfobjekte geeignet ist. Antimikrobielle Textilien sind in der Regel Socken und Unterwäsche. Sie sind so konzipiert, dass sie eng an der Haut anliegen. Aus diesem Grund wurde das Baumwollträgergewebe gemäß GB 7565-287 als Kontrollprobe für die Farbechtheitsprüfung gewählt.

Vorversuche mit dem ungewaschenen Baumwollträgergewebe zeigten merkwürdige Ergebnisse. Nach 19 Stunden Inkubation waren die Bakterienzahlen der 10-fachen Verdünnung überraschend. Dies deutet darauf hin, dass die Bakterienkonzentrationsmessungen fehlerhaft sein könnten.

Probenmenge

Die Menge der verwendeten Testprobe hat einen erheblichen Einfluss auf die Testergebnisse. Dies liegt daran, dass beim Waschen lebende Bakterien aus dem Gewebe entfernt werden. Gleichzeitig können dadurch auch die antimikrobiellen Wirkstoffe aus dem Gewebe ausgewaschen werden. Mehr Gewebe bedeutet, dass mehr antimikrobielle Wirkstoffe in die Waschlösung gelangen. Diese Wirkstoffe können das Bakterienwachstum in der Waschflüssigkeit hemmen und so die Anzahl lebender Bakterien reduzieren.

Größere Testproben können geringere Bakterienzahlen aufweisen. Dadurch wirkt die antimikrobielle Wirkung stärker. Dies spiegelt jedoch nicht die tatsächliche Leistung des Stoffes wider. Daher ist es wichtig, die Probenmenge zu standardisieren. Dies gewährleistet zuverlässige und konsistente Ergebnisse bei antimikrobiellen Tests.

Inkubationszeit

Die Inkubationszeit ist die Zeit, die Bakterien zum Wachstum und zur Vermehrung benötigen. Dies geschieht unter normalen Bedingungen, bis die Anzahl lebender Zellen ihren Höchstwert erreicht hat. Experten halten 18 Stunden für die optimale Dauer. Aktuelle Standardmethoden unterscheiden sich hier etwas. Manche geben 24–18 Stunden an, andere 1 ± 20 Stunde oder 2 ± 18 Stunden. Dennoch liegen sie alle im allgemeinen Bereich von 24 bis XNUMX Stunden.

 

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