Selbstdesinfizierende Maske: keimfrei auf Knopfdruck

Desinfektion und Masken sind das A und O, um die Verbreitung von Covid-19 zu verhindern. Schweizer Wissenschaftler der ZHAW und der Osmotex AG haben nun beides miteinander kombiniert und eine Maske entwickelt, die sich auf Knopfdruck selbst desinfiziert. Sie soll bereits im Frühjahr auf den Markt kommen.

Im Interview mit MEDICA.de spricht Prof. Chahan Yeretzian darüber, wie Sportbekleidung die Entwickler auf die Idee einer selbstdesinfizierenden Maske gebracht hat, wie die Selbstdesinfizierung funktioniert und wo sie außerdem zum Einsatz kommen könnte.

Herr Prof. Yeretzian, wie kamen Sie auf die Idee, eine selbstdesinfizierende Maske zu entwickeln?

Prof. Chahan Yeretzian: Wir haben schon vor etwa drei Jahren in einem Projekt mit der Firma Osmotex neuartige Textilien für Sportler untersucht, die den Schweiß aktiv nach außen transportieren und so den Körper trocken halten. Bei der Entwicklung haben wir festgestellt, dass dabei eine Reihe von reaktiven Sauerstoffverbindungen (reactive oxygen species, kurz ROS) entstehen, was so nicht beabsichtigt war. Zu Beginn der Corona-Pandemie im Januar letzten Jahres hat sich der Cheftechnologe von Osmotex, Trond Heldal, an genau diesen Nebeneffekt erinnert und ließ die neue Idee der ROS-Sterilisierung für Textilien patentieren. Danach wurde ein gemeinsames Forschungsprojekt von ZHAW und Osmotex initiiert, das durch Bundesgelder unterstützt wird. Wir wollten herausfinden, wie viele ROS entstehen, ob man sie kontrollieren und dosieren kann und wie man das in einem Textil, zum Beispiel einer Maske, unterbringen kann. Es ist nämlich so, dass durch diesen elektrochemischen Effekt Krankheitserreger – sowohl Viren als auch Bakterien – inaktiviert werden, und zwar innerhalb von Minuten. Das Prinzip, mittels ROS Viren unschädlich zu machen, findet bereits Anwendung in zum Beispiel Schwimmbecken.

Woraus besteht die Maske? Wie funktioniert die Selbstdesinfizierung?

Yeretzian: Die Maske besteht aus drei Lagen: zwei leitenden Textilschichten und einem isolierenden Vlies dazwischen. Durch eine kleine Batterie mit 0,6 Volt wird zwischen die beiden leitenden Schichten eine elektrische Spannung angelegt. Zusammen mit etwas Feuchtigkeit, die durch Atmung oder durch Anfeuchten am Anfang entsteht, und dem Sauerstoff in der Luft generiert dieses Feld dann ROS, wie Sauerstoffperoxid und andere Verbindungen, die dann sozusagen als chemische Waffe die Viren, aber auch Bakterien, abtöten.

Welche Vorteile hat eine solche Maske?

Yeretzian: Die heute bekannten Masken halten die Viren nur durch Filterung zurück. Es gibt aber auch schon Masken auf dem Markt, die mithilfe bestimmter Beschichtungen auf den Textilien passiv Viren inaktivieren. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Inaktivierung langsam und unvollständig ist. Diese beiden Funktionen – Filterung und passive Inaktivierung – haben unsere Masken auch. Zusätzlich haben wir aber noch eine dritte Stufe des Schutzes: die aktive Inaktivierung auf Knopfdruck. Diese elektrochemische Sterilisierung kann der Träger in bestimmten Situationen anwenden, wenn die Person sich zum Beispiel in einem Umfeld befindet, in dem großes Ansteckungsrisiko besteht, wie in öffentlichen Verkehrsmitteln oder im Krankenhaus.

Was muss bei der Nutzung beachtet werden?

Yeretzian: Die Masken reinigen sich selbst. Dies geschieht mit der integrierten Minibatterie, die regelmäßig aufgeladen werden sollte. Außerdem lässt sich das Textil waschen, allerdings nicht zu heiß oder zu aggressiv. Die Masken sind also nachhaltig in dem Sinne, dass man sie immer wieder verwenden kann. Generell sollte darauf geachtet werden, dass die Masken nicht zu grob behandelt werden. Dann sind sie schätzungsweise ein halbes Jahr haltbar. 

Inwiefern hilft eine solche Maske bei der Eindämmung der Corona-Pandemie?

Yeretzian: Sie hilft, weil sie zusätzlich einen sehr hohen Selbstschutz bietet. Viele Masken schützen ja vor allem die Umgebung. Die Atemluft des Trägers wird gefiltert. Aber wenn die Maske einer infizierten Person kontaminiert ist, stellt sie ein Ansteckungsrisiko dar. Dadurch, dass sich unsere nun entwickelten Masken immer wieder und auf Knopfdruck selbst reinigen lassen, wird verhindert, dass sie zu solchen Kontaminationsherden werden. Dies hilft gegen die Verbreitung von Covid-19. Neben den Masken lässt sich die selbstdesinfizierende Technologie auf allerlei Textiloberflächen anwenden, zum Beispiel auf den Armlehnen oder Sitzbezügen in öffentlichen Verkehrsmitteln oder für Schutzkleidung im Krankenhaus und weiteren Einsatzorten sowie bei Sicherheitskräften.

Wann soll die Maske ungefähr auf den Markt kommen? Was soll sie kosten?

Yeretzian: Sie wird im Frühjahr auf den Markt kommen. Wir wollen noch Optimierungen im Bereich der Batterie vornehmen – sie soll kleiner werden. Der Erfinder und Industriepartner Osmotex rechnet außerdem mit einer sehr hohen Nachfrage, sodass sie die Produktionskapazitäten erhöhen müssen.

Der endgültige Preis hängt insbesondere von den produzierten Stückzahlen ab. Die Masken werden nicht von der Firma Osmotex selbst verkauft, sondern werden als Massenbestellung von Großhändlern bezogen, die sie dann an Krankenhäuser, Apotheken und andere medizinische Institutionen vertreiben werden. Wir sind hier bereits in Gesprächen mit Zwischenhändlern.