Umweltfreundliche Atemschutzmasken: Nachhaltig und biobasiert

Angesichts der globalen Herausforderungen durch Umweltverschmutzung und die Notwendigkeit, medizinische Schutzausrüstung effizient und nachhaltig zu gestalten, hat ein Team der Technischen Universität Ilmenau unter der Leitung von Prof. Florian Puch eine innovative Lösung entwickelt: biobasierte Atemschutzmasken.

Diese sind nicht nur umweltfreundlich, sondern bieten auch effektiven Schutz vor Bakterien und potenziell Viren. Im Interview erklärt Prof. Florian Puch die wissenschaftlichen, technologischen und ökologischen Aspekte dieses Projekts.

Prof. Puch, was genau hat Sie dazu inspiriert, biobasierte Atemschutzmasken zu entwickeln?

Prof. Florian Puch: Die Idee entstand aus der dringenden Notwendigkeit, während der COVID-19-Pandemie die Abhängigkeit von Importen medizinischer Schutzmasken zu reduzieren. Unsere vorherigen Forschungen über antimikrobielle Kunststoffe haben uns einen soliden Grundstein gegeben. Mit Unterstützung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, einem weiteren Fachgebiet der TU Ilmenau sowie Industriepartnern haben wir dann das Projekt zur Entwicklung vollständig biobasierter Masken ins Leben gerufen.

Können Sie näher auf die spezifischen Materialien und deren Eigenschaften eingehen?

Puch: Die herkömmlichen medizinischen und FFP2-Masken sind größtenteils aus Polypropylen, einem fossilbasierten Polymer, gefertigt. Unser Ziel war es, dieses Material durch biobasierte Polymere zu ersetzen, was den Vorteil hat, dass es aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird und eine geringere CO₂-Belastung aufweist. Der zentrale Wirkstoff in unseren Masken ist ein Extrakt aus Kiefernkernholz, der natürliche antimikrobielle Eigenschaften besitzt.

Wie genau funktioniert die Filterwirkung dieser Masken, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen FFP2-Masken?

Puch: Unsere Masken sind so konzipiert, dass sie die gleiche physikalische Filterwirkung wie FFP2-Masken bieten. Dies wird durch eine ähnliche Faserstruktur und Dichte erreicht, die Partikel effektiv abfangen können. Zusätzlich zu dieser physikalischen Barriere wirkt der biobasierte Wirkstoff antimikrobiell, das heißt, er kann Bakterien auf der Oberfläche der Maske abtöten oder deren Wachstum hemmen.

Können Sie auf die antimikrobielle Wirkung etwas genauer eingehen? Wie effektiv sind diese Masken im Kampf gegen Bakterien?

Puch: Die antimikrobielle Wirkung wird durch den Kiefernkernholzextrakt erzielt. Dieser Extrakt enthält natürliche Verbindungen wie Phenole, die nachweislich bakteriostatisch und bakterizid wirken können. In unseren Labortests haben wir bereits festgestellt, dass dieser Wirkstoff effektiv gegen verschiedene Bakterienarten wirkt und deren Vermehrung auf der Maskenoberfläche unterbindet. Wir führen derzeit weitere Studien durch, um auch die antivirale Wirksamkeit dieses Extraktes zu prüfen.

Welche Herausforderungen sehen Sie bei der Skalierung der Produktion und der Markteinführung dieser biobasierten Masken?

Puch: Eine der größten Herausforderungen ist die Skalierung der Extraktion und Integration des Kiefernkernholzextraktes in die Polymere, um eine gleichbleibend hohe Qualität und Wirksamkeit zu gewährleisten. Zudem sind die Kosten für biobasierte Polymere derzeit höher als für fossile Polymere, was die Produktionskosten erhöht. Ein weiterer bedeutender Schritt ist das Durchlaufen der Zulassungsverfahren, um sicherzustellen, dass die Masken den gesetzlichen Anforderungen entsprechen und sicher im medizinischen Bereich eingesetzt werden können.

Wie sehen Sie die zukünftige Rolle solcher nachhaltigen Technologien in der Medizintechnik?

Puch: Ich bin überzeugt, dass nachhaltige Technologien eine immer wichtigere Rolle in allen Bereichen der Medizintechnik spielen werden. Sie bieten nicht nur ökologische Vorteile, sondern können auch zur Versorgungssicherheit beitragen und die Gesundheit der Menschen verbessern. Unsere Forschungen sind ein Schritt in diese Richtung, und wir hoffen, dass sie zu weiteren Innovationen in der Branche anregen werden.