Die Situation
Bekannte Technologien für die Freisetzung von Wirkstoffen aus Textilien weisen verschiedene anwendungstechnische Nachteile auf: Mangelnde Steuerung der Freisetzung, Limitierung auf bestimmte Wirkstoffe, bedingte Wiederbeladbarkeit.
Das Projekt
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts "TexDepot", das eines Tages zur Wirkstoff-Freisetzung in medizinischen und kosmetischen Textilien beitragen kann, können sich im wahrsten Sinne sehen lassen: Ein Kniestrumpf mit Polyelektrolytbeschichtungen kann dank der eingelagerten Hautbräuner (Dihydroxyaceton) nach nur wenigen Stunden Tragezeit tatsächlich für den entsprechenden Sonnen"abdruck" auf der Haut sorgen. Somit sind gerade im kosmetischen Bereich verschiedene Anwendungen denkbar, die sich von KMU auch zeitnah umsetzen lassen können.
Nach dem IGF Projekt ist zweierlei klar geworden:
- Polyelektrolytschichten auf textilen Trägern lassen sich als Depot für Wirkstoffe nutzen; mit Blick auf den Einsatz in Wundauflagen sind jedoch dafür noch weitere Studien erforderlich.
- Auf verschiedenen textilen Trägern (Baumwolle, Polyester, Polyamid/Elastan, Polyurethanschaum) sind die Beschichtungen gegenüber Waschen und Dehnung stabil.
Bei den vorwettbewerblichen Forschungen kamen als Polyelektrolyte sowohl preisgünstige synthetische Polymere (Polyacrylsäure, Polyvinylamin) sowie natürliche Varianten (Carrageen, Chitosan) zum Einsatz. Die textilen Träger ließen sich ohne Funktionalisierung direkt für die Beschichtung nach dem Layer-by-Layer-Verfahren nutzen, was eine technologische Umsetzung deutlich vereinfacht und die Prozesskosten verringert.
Weiterhin konnte eine ortsabhängige Funktionalisierung durch Polyelektrolytschichten erreicht werden, indem unter Verwendung einer Maske aufgesprüht wurden. Die Ergebnisse des Projekts sind für diese Einsatzmöglichkeiten von größter Bedeutung, da neben einer Machbarkeitsdemonstration (Hautbräunung) auch die toxikologische Unbedenklichkeit der Ausrüstungen belegt werden konnte.
Aus prozesstechnischer Sicht ist hervorzuheben, dass für die hier vorgestellte Ausrüstungsvariante die in der Textilveredlungsindustrie vorhandenen Aggregate eingesetzt werden können und somit auf dieser Ebene keine neuen Kosten entstehen. Die Verwendung von kostengünstigen Polyelektrolyten sollte ebenfalls für viele Anwendungen zu einem konkurrenzfähigen Prozess führen, sodass wettbewerbsfähige Produkte nicht nur im Hochpreissegment entwickelt werden können.
Am Projekt waren neben dem DTNW (Krefeld) auch das Wissenschaftliche Institut der FKI (Holzminden) und die Klinik für Hautkrankheiten am Universitätsklinikum Jena beteiligt.
Der Nutzen für den Mittelstand
Der bei "TexDepot" gewählte Ansatz zur Verwendung von Polyelektrolytschichten auf Textilien als Depot für Wirkstoffe ist flexibel einsetzbar und für eine Reihe von Anwendungen im Bereich kosmetischer und medizinischer Textilien geeignet, da sich eine breite Palette an Verbindungen einlagern lässt.
Somit kann diese Technologie den KMU der Textilbranche (Textilveredlung, Konfektion) sowie Herstellern von kosmetischen Wirkstoffen bzw. Formulierungen einen unmittelbaren Wettbewerbsvorteil am internationalen Markt verschaffen und den Weg zu verbesserten oder neuen innovativen Produkten öffnen.
Die wichtigen Marktbereiche Medizinische Textilien und Kosmetik/Wellness werden laut vieler Prognosen auch in Zukunft stetig weiter wachsen. Im Bereich der aktiven Wundauflagen bietet sich für KMU die Möglichkeit, durch eine innovative Kombination von geeigneten Polyelektrolytsystemen und Wirkstoffen Produkte im Hochpreissegment zu entwickeln, die auch eine Registrierung als Medizinprodukt lohnend macht.
Im Kosmetik- und Wellnessbereich kann der Einsatz von Polyelektrolyten wie Chitosan, Carrageen, Hyaluronsäure oder Alginaten, die von Verbrauchern als „natürliche“ Substanzen wahrgenommen werden, einen Vermarktungsvorteil vermitteln. Die Möglichkeit der Entwicklung eines Wirkstoffdepotsystems, das vollständig aus natürlichen Bausteinen besteht, ist hierbei ein eindeutiges Herausstellungsmerkmal.
Ansprechpartner
Klaus Opwis
opwis@dtnw.de
+49 2151 843 2014
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" mit der Projektnummer 18532 BG.