Die aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Proben waren mithilfe von Sprühtechniken, Sol-Gel-Verfahren, durch Compoundierung, PVD-Verfahren, Sprühpyrolyse oder Plasmasputtern hergestellt worden. Von großem Interesse waren aus mikrobiologischer Sicht der Einfluss der Materialeigenschaften, das Verfahren zur Beschichtung bzw. Ausrüstung der Prüfkörper sowie die Auswirkungen unterschiedlicher Anteile an Photokatalysator auf die Inaktivierung der verschiedenen Testorganismen. Die Grafik (links) veranschaulicht an einem Beispiel mit drei untersuchten Kunststoffen, dass bei dem Testorganismus Sarcina lutea zeitabhängig eine deutliche Zellzahlreduzierung um 5 bis 6 Log-Stufen erreicht wurde. Dies entsprach einer Inaktivierung von 99,999 bis > 99,9999 Prozent.
Für alle Messreihen, die im Laufe des Verbundprojekts durchgeführt wurden, um die verschiedenen Oberflächen, Materialien und damit die Beschichtungsverfahren im Hinblick auf ihre antimikrobiellen Eigenschaften zu charakterisieren, wurde eine Quantifizierung über den sogenannten Reduktionsfaktor angestrebt. In die Bewertung wurden alle Ergebnisse einbezogen, die aus der Charakterisierung der Glas- oder Kunststoffproben zur Verfügung standen. Für eine bessere Vergleichbarkeit wurden die Ergebnisse zu Grunde gelegt, die nach einer 12-stündigen Belichtungsdauer und mit dem Gram-positiven Standardtestbakterium Sarcina lutea vorlagen. Die resultierende Klassifizierung der untersuchten Proben ist in Tabelle 1 dargestellt. Da die Ausgangszellzahl in der Regel bei 106 eingestellt war, entspricht beispielsweise ein Reduktionsfaktor von 6 der unter den experimentellen Bedingungen maximal erreichbaren Reduktion der mikrobiellen Belastung und damit
der Klasse 1.
Etwa 50 Prozent der untersuchten photokatalytischen Oberflächen bei einer Betrachtungszeit von 12 Stunden Belichtungsdauer fallen unter die Klassen 1 und 2.
Das heißt, dass mindestens 99,999 Prozent der jeweils auf den untersuchten Proben eingesetzten Organismen inaktiviert werden. Bei weiteren nahezu 30 Prozent der Beschichtungen wurde immerhin noch eine Reduktion der mikrobiellen Belastung um 99,99 bis 99,999 Prozent erreicht. Eine Inaktivierung aufgrund photokatalytischer Aktivität war sowohl auf Glas als auch auf verschiedenen Kunststoffen nachweisbar. Von Vorteil für eine industrielle Umsetzung kann gewertet werden, dass angepasst an die Anforderungen alle oben erwähnten Beschichtungsverfahren geeignet sind und sich somit ein breites Anwendungsspektrum für photokatalytische Ausrüstungen eröffnet. Voraussetzung ist eine relativ gleichmäßige Verteilung der Partikel, die den Photokatalysator darstellen. Ein vollständiger Abbau von Zellstrukturen wurde bei der untersuchten Behandlungsdauer nicht beobachtet. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf, besonders hinsichtlich des Abbaus von Pilzhyphen auf Oberflächen.
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
