Die OHB System AG, ein Tochterunternehmen des europäischen Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, hat in einer gemeinsam mit der Dastex Reinraumzubehör GmbH & Co. KG und der Krüss GmbH durchgeführten Studie die Schutzwirkung von in der Satellitenfertigung üblicher Reinraumbekleidung gegen Tröpfcheninfektion untersucht. Öfters wandert Wissen aus der Satellitenfertigung in die angewandte Forschung.
Dabei konnte gezeigt werden, dass Reinraumbekleidung nicht nur die Reinraum-Umgebung vor Verunreinigungen durch den Menschen schützt, sondern umgekehrt auch eine Schutzwirkung für den Menschen selbst erreicht werden kann, die durchaus mit derjenigen von handelsüblicher Einwegschutzbekleidung vergleichbar ist.
Technologietransfer aus der Raumfahrt
Satelliten werden in einer streng kontrollierten Umgebung gefertigt, die nur in spezieller Schutzkleidung betreten werden darf, um Verunreinigungen empfindlicher Bauteile durch den Menschen zu vermeiden. Angesichts der weltweit grassierenden Coronavirus-Pandemie und einem daraus resultierenden Mangel an geeigneter Schutzkleidung, insbesondere für medizinisches und Pflegepersonal, hat OHB in Zusammenarbeit mit dem Hersteller von Reinraumzubehör, Dastex, und dem Messgerätehersteller Krüss untersucht, ob Reinraumraumbekleidung dazu geeignet ist, auch den Menschen selbst vor schädlichen Einflüssen und speziell vor infektiösen Tröpfchen zu schützen. Ein weiteres Ziel der Untersuchung war die Entwicklung eines wissenschaftlichen Bewertungsverfahrens für die Schutzwirkung von Textilien.
Entwicklung einer neuen praxisnahen Prüfmethode
Zu diesem Zweck haben OHB, Dastex und Krüss verschiedene Textilien mit einer eigens dafür entwickelten praxisnahen Prüfprozedur beprobt. Bisherige Prüfmethoden sind in erster Linie auf die für medizinische Schutzkleidung hauptsächlich verwendeten Einwegtextilien ausgerichtet und nur mit erheblichem Aufwand durchführbar. Reinraumbekleidung besteht hingegen zumeist aus Mehrwegtextilien, die in ihrem Lebenszyklus mehrfach gewaschen werden und anschließend auf ihre weiterbestehende Funktionalität geprüft werden müssen.
Messungen im zertifizierten Prüflabor für Reinraumbekleidung
Um zu zeigen, dass Reinraumbekleidung einen Schutz vor Tröpfcheninfektion bietet und ihre Schutzeigenschaften auch nach mehreren Waschzyklen nicht verliert, wurde untersucht, wie sich von Menschen ausgestoßene Tröpfchen auf verschiedenen Textiloberflächen verhalten. Unterstützung bei der Durchführung der Messungen erhielten OHB, Dastex und Krüss dabei von der Quality Analysis GmbH und der Arbeitsgruppe des Helmholtz-Zentrums Geesthacht am DESY in Hamburg. Die Auswertung der am DESY generierten Daten wurde von der Volume Graphics GmbH übernommen.
Als Ersatz für echte Speicheltropfen kamen bei den Messungen Tröpfchen aus Reinstwasser in der passenden Größe zum Einsatz. Diese wurden auf die Textiloberfläche aufgebracht und anschließend der Kontaktwinkel zwischen Tropfen und Oberfläche bestimmt. Dieser gibt an, welche Form – flach oder kugelig – der Tropfen auf der Oberfläche annimmt und erlaubt eine Aussage darüber, ob der Tropfen überhaupt, sofort oder mit der Zeit in das Textil eindringt und wie stark er an der Oberfläche haftet.
Für eine gute Schutzwirkung gegenüber Tröpfcheninfektion ist es positiv, wenn die Oberfläche den Tropfen abstößt, da dieser dann entweder zu Boden fallen oder ohne direkten Kontakt zum Menschen verdunsten kann. Am Teilchenbeschleuniger DESY wurden zusätzlich durch Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Geesthacht hochauflösende computertomografische Daten erhoben, um die Kontaktwinkelmessungen zu validieren und zusätzlich das Eindringverhalten der Tröpfchen in das Textil zu untersuchen.
Mehrwegsystem für Reinraumbekleidung
Normale Reinraumkleidung ist nicht wasserabweisend, das bedeutet, dass Tropfen diese nach kurzer Zeit durchdringen. Durch die durchgeführten Messungen konnte aber gezeigt werden, dass mit Polytetraflourethylen (PTFE) ausgerüstete Reinraumbekleidung in ihren wasserabweisenden Eigenschaften durchaus mit handelsüblicher Einwegschutzbekleidung mithalten kann – und das nicht nur im Neuzustand, sondern auch noch nach 120 Waschzyklen. Die Tropfen bleiben bei einem Kontaktwinkel von 140° kugelförmig auf der Textiloberfläche stehen und haften kaum an dieser an, was für eine gute Schutzwirkung spricht.
Aus den Ergebnissen der Studie konnten mehrere Erkenntnisse gewonnen werden. Einerseits hat sich gezeigt, dass die Kontaktwinkelmessung als einfache und schnell durchführbare alternative Methode zur Beprobung von Textilien genutzt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass die Schutzwirkung von Textilien gegen Infektionserreger auch außerhalb von darauf spezialisierten Laboren untersucht werden kann. Andererseits konnte gezeigt werden, dass modifizierte Reinraumbekleidung durchaus eine Alternative zu Einwegschutzbekleidung darstellen kann.
Da Einwegschutzbekleidung zu einem Großteil in Asien produziert wird, während es für Mehrwegbekleidung auch deutsche und europäische Anbieter gibt, resultieren daraus gleich mehrere Vorteile für die Umwelt und Logistik: Ein Wegwerfartikel wird durch ein mehrfach verwendbares Produkt ersetzt und gleichzeitig können durch lange Lieferketten entstehende Emissionen reduziert werden.