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Bioabbaubare, antibakterielle Masken auf Chitosan Basis

Medizinische Masken haben sich während der Covid-19 Pandemie als effektiver Schutz gegen das Virus bewährt. Allerdings sind herkömmliche Masken nur schlecht biologisch abbaubar. Aus dem Grund wurden in dem vorgestellten Paper umweltfreundliche Chitosan/Silber/Pflanzenfasermembranen für Masken hergestellt, die zudem noch antibakterielle und thermische Eigenschaften besitzen.

UMWELTFREUNDLICHE CHITOSAN/SILBER/PFLANZENFASERMEMBRANEN FÜR MASKEN MITH THERMISCHER ANPASSUNG UND SELBSTSTERILISATION

Zou, Q., Gai, Y., Cai, Y. et al. Eco-friendly chitosan@silver/plant fiber membranes for masks with thermal comfortability and self-sterilization. Cellulose (2022). https://doi.org/10.1007/s10570-022-04582-x

Während der Covid-19 Pandemie hat sich das Tragen von medizinischen Masken als effektiver Schutz gegen das Virus in der Öffentlichkeit bewährt. Weltweit werden 129 Milliarden Masken im Monat verbraucht. Da die Filterschichten herkömmlicher Masken aus Polypropylen (PP) bestehen, benötigen diese ca. 10 Jahre um auf Mülldeponien abgebaut zu werden und stellen damit eine Umweltbelastung dar. Zudem besitzen sie nur eine schlechte thermische Leitfähigkeit, was dazu führt, dass sich warme und feuchte Luft unter der Maske sammelt und den Nutzer beim Atmen einschränkt. Dadurch besteht ein erhöhtes Risiko für bakterielle Infektionen.

Aus dem Grund ist Chitosan (CS) als Rohmaterial für Filtermembranen interessant. Neben seiner Bioabbaubarkeit besitzt es ebenfalls antibakterielle Eigenschaften. Diese können in Kombination mit Silber-Nanopartikeln (AgNPs) noch verstärkt werden. Silber hat zudem eine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit. In der vorgestellten Studie wurden CS Fasern als Träger für in situ reduzierte AgNPs genutzt um CS-Ag Kernschalenfasern herzustellen. In Kombination mit pflanzlichen Fasern (Cellulose) sollte damit ein kontinuierliches Netzwerk für Filtermembranen hergestellt werden. Neben der Herstellung und Charakterisierung der Fasern, wurden ebenfalls die thermischen und antibakteriellen Eigenschaften untersucht.

ERGEBNISSE

  • Nachweis über SEM und EDS, dass AgNPs gleichmäßig und eng auf der Oberfläche der Chitosanfasern verteilt sind → Ausbildung einer Kernschalenstruktur
  • AgNPs erhöhen Leitfähigkeit der CS Fasern
  • Erfolgreiche Kombination mit Pflanzenfasern über Saugfiltration
  • Nachweis deutlich verbesserter Luftpermeabilität und höheren PM2,5-Werten im Vergleich zu herkömmlichen PP-Filtern
  • Zugabe von C13H13F17O3Si wandelt das hydrophile Material in ein hydrophobes um → Ausbildung von selbstreinigenden und anti-fouling Eigenschaften
  • CS-AgNPs-Pflanzenfaser Membranen wiesen eine 4,45-mal höhere Wärmeleitfähigkeit auf als herkömmliche PP-Masken → verbesserte Kühleigenschaften beim Tragen
  • Nachweis hoher Leitfähigkeit und geringer elektrischer Widerstand ermöglichen Aufheizen von Masken in kalten Regionen sowie Abtöten von Viren und Bakterien beim Erwärmen über 80 °C
  • Antibakterielle Raten des Filtermaterials von über 99 % gegen E. coli und S. aureus durch CS und AgNPs

Zusammenfassung: In der vorgestellten Studie wurde erfolgreich aus CS, AgNPs und Pflanzenfasern ein umweltfreundliches und multifunktionales Filtermaterial für Masken hergestellt. Die CS-AgNP Kernschalenstruktur wies dabei gute thermale und elektrische Leitfähigkeit auf, die für einen Kühleffekt bei Wärme und einen Heizeffekt bei Kälte genutzt werden kann. Zudem wurden ausgezeichnete antibakterielle Eigenschaften des Materials beobachtet. Insgesamt besitzen dadurch CS-AgNP-Pflanzenfasern ein großes Potential als Filtermaterial für medizinische Masken.

Link zum Artikel: Eco-friendly chitosan@silver/plant fiber membranes for masks with thermal comfortability and self-sterilization | SpringerLink

 

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Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

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News

  • Chitosan in Polymer-basierten Nanopartikeln zum Wirkstofftransport ins Auge

    Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen ein Review zu diesem Thema zusammenfassen.

  • Presseinformation mRNA-Wirkstoffe: Geschützt zur optimalen Wirkung

    Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

  • Katja Richter im wissenschaftlichen Komitee der EUCHIS Konferenz 2023

    Wir freuen uns sehr zu verkünden, dass Katja Richter, CEO der Heppe Medical Chitosan GmbH, in das wissenschaftliche Komitee der EUCHIS 2023 berufen wurde. Die EUCHIS 2023, die internationale Konferenz der Europäischen Chitin-Gesellschaft (EUCHIS 2023) und die 15. Internationale Konferenz über Chitin und Chitosan (15. ICCC) wird vom 11. bis 14. September 2023 in Siglufjörður, Island, stattfinden.

  • HMC bei der ESAO Winterschool 2023 in Lutherstadt Wittenberg

    Vom 15.02. bis 18.02.2023 findet in Lutherstadt Wittenberg die ESAO Winterschool 2023 statt. Organisiert wird die Winterschool vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben Experten und Expertinnen aus der Wissenschaft, werden wir, die Heppe Medical Chitosan GmbH, ebenfalls vertreten sein.

  • Arginin-Chitosan Nanopartikel für siRNA Transport

    Small interfering RNAs (siRNAs) können als in Gentherapien für z.B. Krebserkrankungen wie Leukämie genutzt werden. Allerdings ist die Anwendung dieser durch einen fehlenden, effizienten Wirkstofftransport limitiert. In der vorgestellten Studie wurde daher Chitosan mit Arginin zu Nanopartikeln funktionalisiert, mit siRNA beladen und deren Eigenschaften als siRNA-Vektor untersucht.

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