Smart Coating workshop - Antibacteriele materialen en coatings

1. Het gebruik van biociden in textiel
Smart Coating Workshop (Sirris ism Crossroads) - 17/11/2011
Anti-bacteriële materialen en coatings

2. Het gebruik van biociden in textiel
 Antimicrobieel textiel
 Belang antimicrobieel textiel
 Toepassingen
 Antimicrobiële additieven
 Productiemethoden en werkingsprincipes
 Case: probiotica
 Antimicrobiële testmethoden
 Kwalitatief versus kwantitatief
 Wetgeving
 Conclusies

3. Antimicrobieel textiel

4. Antimicrobieel textiel
Probleem: bacterie  textiel
Nadelig
Verkleuring Geur Contaminatie effect voor
de gebruiker
Nadelig
Verlies sterkte Kwaliteitsreductie effect voor
het textiel
Ontwikkeling van ANTIMICROBIEEL TEXTIEL

5. Antimicrobieel textiel
 Effectieve controle bacteriën, schimmels, virussen
 Selectieve activiteit tegen ongewenste micro-
organismen
 Geen toxische effecten
 Duurzaamheid (wassen, droogkuis, uitlogen)
 Toepasbaar zonder negatief effect
textieleigenschappen
 Compatibel met bestaande textielprocessen
 Eenvoudige applicatie

6. Antimicrobieel textiel
Toepassingen: hygiëne !
 Thuis (beddengoed, lakens, handdoeken, gordijnen, zetels, tapijt,..)
 Publieke ruimtes en transport (zitmeubilair, gordijnen,
tapijt,…)
 Kleding (persoonlijk, werkkledij, sport, …)
 Kleine toegevoegde waarde, grote volumes
 Medische sector (beddengoed, hygiëneproducten,
barrièreweefsels, beschermkledij, wondverzorging, implantaten, …)
 Grote toegevoegde waarde, lage volumes

7. Antimicrobieel textiel
 Antimicrobieel textiel: micro-organismen doden of
groei onderdrukken (bacteriën, virussen, schimmels)
beschadigen celmembraan, remming celwand synthese,
wijziging permeabiliteit celwand, remming synthese
proteïnen, remming enzymwerking
 «-cide»: agens dood de micro-organismen
 «-statisch»: agens voorkomt groei micro-organismen

8. Antimicrobieel textiel
 Antimicrobiële additieven
 Halogeencomponenten
 Oxidatie thiolgroepen, celmembraan,
interferentie DNA synthese
 NaOCl, N-halamines,…
  corrosie, huid- en oogirritaties, verbleking kleur
 Metalen and metaal zouten
 Interactie met thiolgroepen, deactivatie proteïnes
 Voorbeelden: Hg2+, Ag+, AgNO3, tributyltin
 Organosulfur
 Isothiazolen, pyridine derivaten

9. Antimicrobieel textiel
 Organische zuren
 Remming kieming
 Benzoëzuur, sorbinezuur
 N-verbindingen
 Membraanbeschadiging
 Quaternaire ammonium zouten
  resistentie bacteriën
 Fenolcomponenten
 Membraandegradatie, denaturatie proteïnes
 Fenol, hexachlorofeen, triclosan
  persistent toxine
 Chitosan

10. Antimicrobieel textiel
 Commerciële biocide formulaties
 Sanitized (Sanitized T96-20, Sanitized T99-19, Sanitized
TPL 20-02, Sanitized Silver)
 Aegis Microbeshield –Devan Chemicals
 Alphasan – Milliken Chemicals
 Microban – Cognis
 Ultra-Fresh – CTF 2000
 Polyphase / Mergal C10 – Troy Chemical
 Ciba Specialty Chemicals
 …

11. Antimicrobieel textiel
 Antimicrobieel textiel: productiemethode
 Rechtstreeks via het extrusieproces
 Nabehandeling van de vezel of het weefsel/breisel
 Antimicrobieel textiel: 2 ≠ werkingsprincipes
 Contact
 antimicrobieel agens in de vezels: geen diffusie
 enkel werking bij contact met vezel
 Diffusie
 antimicrobieel agens aan oppervlak of in de vezel: snelle diffusie
in een vochtig extern medium
 remming groei micro-organismen

12. Case: Probiotica voor matrastijk

13. Probiotica
 Melkzuurbacteriën
 Additief in voeding (spore-vorming = weerstand)
Behandeling van textiel
 Micro-encapsulatie (Devan Chemicals)
 Aanbrengen via klassieke veredeling
 Langzame vrijstelling door wrijving
 Plaats innemen van pathogenen
P robiotexT M
Good bac teria B ad bac teria

14. Probiotica
Toepassingen
 Matrastijk
 Bekaert Textiles:
 DesleeClama:

15. Antimicrobiële testmethoden

16. Antimicrobiële testmethoden
Centexbel: microbiologische analyse
 Bepaling antibacterieel en antischimmel effect,
biodegradatie, barrière-eigenschappen, linting,
microbiologische zuiverheid, cytotoxiciteit,…
 Cleanroom faciliteiten en geavanceerde
instrumentatie

17. Agar diffusie test
 Kwalitatief Sample
Inhibition zone (ZI)
 Test principe Agar with bacteria
 Test uitgevoerd in een petrischaal onder steriele
condities
 Staal wordt geplaatst tegen een agar medium behandeld
met bacteriën
 Evaluatie en interpretatie: incubatie 24u, 37°C

18. Agar diffusie test
 Visuele observatie
 Inhibitie zone (in mm) rond het staal
 Aanwezigheid van bacteriële groei onder het staal.
Indien aanwezig, bepaling bacteriële groei
 Interpretatie
 Geen groei onder het staal (zelfs zonder IZ) =
EFFICIËNT

19. Agar diffusion test
 Eenvoudige methode uitgevoerd door
gekwalificeerd personeel
 Visuele observatie (blote oog of binoculair)
 Relatief lage kost
MAAR
 Enkel mogelijk met antibacteriële producten die uit
het textiel kunnen diffunderen
 Vereist een goed contact Agar – textiel
(weefsels/breisels = OK, garen/vezels = moeilijk)

20. Challenge tests
 Kwantitatief
 Test principe
 Gekend aantal bacteriën wordt gedurende een bepaalde
tijd in contact gebracht met het textiel
 Na incubatie worden de bacteriën geteld
!! 2 verschillende concepten
Textiel + bacteriën Textiel + bacteriën
(vloeibaar medium) (direct contact met bacteriën)
SHAKE FLASK

21. Challenge test - Shake Flask test
Test uitgevoerd op : Bacteriën in gekende
concentratie in de oplossing
• Antibacterieel behandeld textiel
• Onbehandeld textiel
Results
B–A
Reduction % = X 100
B Kleine stukjes textiel of garens
A = Bacteriële concentratie (CFU / ml) na contact tijd
B = “0” contact tijd – Bacteriële concentratie (CFU / ml) voor de additie textiel
Results after 1 hour contact time
100000
Onbehandeld staal
Bacteria concentration in the liquid
10000
Alleen bacteriën
1000
(CFU/ml)
100 Antibacterieel behandeld staal
10
1
Staphylococcus aureus Klebsiella pneumoniae

22. Challenge test – Absorption
method
Inoculatie met
bacteriën Extractie
Incubatie 37°C
Stukjes textiel
Telling
Contact tijd
1u, 6u, 18u, 24u Berekening

23. Challenge test – Transfer method
Stap 2. monster wordt op de agar plaat
geplaatst Transfer Extractie
Incubatie 37°C
Stap 1. Test bacteriën worden geïnoculeerd
op het oppervlak van een agar plaat Telling
Stap 3 : monster wordt verwijderd
(bacteriën worden getransfereerd naar het staal)
Contact tijd
18u – 24u Berekening
Bacteriën transfer

24. Challenge tests
 Kwantitatieve resultaten worden bekomen
 Mogelijkheid kinetische actie van het antibacterieel
product te bekomen (≠ contacttijden
 Precies idee van het daadwerkelijke effect (bacterie
reductie)
 Geschikt voor diffuse en niet-diffuse additieven
(behalve shake flask test)

25. Biocide Wetgeving

26. Waarom wetgeving?
 Door hun eigenschappen en gebruiksvormen:
gevaar voor mens, dier en milieu?
 Harmonisering op EU vlak
 Biociden die op de markt komen moeten:
 voldoende werkzaam zijn
 geen onaanvaardbare effecten op gezondheid van mens
of dier of op milieu
 geen onaanvaardbare uitwerking hebben op de
doelorganismen, zoals onaanvaardbare resistentie
 bij gewervelde dieren geen onnodig lijden of pijn
veroorzaken

27. Europese richtlijn 98/8/EG
 Procedure betreffende toelating en het op de markt
brengen van biociden in de lidstaten
 Wederzijdse erkenning van toelatingen
 Vaststelling van een positieve lijst van werkzame
stoffen die in biociden mogen worden gebruikt

28. Biocide?
« Werkzame stoffen en preparaten die, in de vorm
waarin zij aan de gebruiker worden geleverd, één of
meer werkzame stoffen bevatten en bestemd zijn om
een schadelijk organisme te vernietigen, af te
schrikken, onschadelijk te maken, de effecten
daarvan te voorkomen of het op andere wijze langs
chemische of biologische weg te bestrijden. »

29. Biocide?
Onderverdeling: 4 hoofdgroepen, 23 productsoorten
 Ontsmettingsmiddelen en algemene biociden
 Schoonmaakmiddelen
 Conserveringsmiddelen
 Productsoort 9 : voor vezels, leer, rubber en gepolymeriseerde
materialen
 Plaagbestrijding (antiparasitaire producten)
 Productsoort 18 : insecticiden, acariciden en producten voor de
bestrijding van andere geleedpotigen
 Andere biociden

30. Biocide?
 ‘Guidance document ’ ter opheldering :
Behandelde producten?
 Neen: controle organismen schadelijk voor product zelf
Vb. Hout, verf
 Ja: dragermateriaal controle organismen niet schadelijk
voor product zelf
Vb. Muskietnet, matrastijk

31. Toelating biocide
 Werkzame stof vermeld in bijlage I
 Dossier
 Werkzaamheid
 Onaanvaardbare effecten op doelorganismen
(vb resistentie)
 Effect op gezondheid mens en dier (toxicologisch profiel )
 Effect op milieu (ecotoxicologisch profiel )
 Aard en hoeveelheid van werkzame stoffen,
hulpstoffen en residuen
 Fysische en chemische eigenschappen

32. Toelating biocide
 Biocide met een Gering Risico
 Actieve stof(fen) uit Bijlage IA
 Geen tot bezorgdheid aanleiding gevende stoffen
 ≠ gevaarlijke stof 94/69/EG en
 concentratie < art.3 van 88/379/EEG
 Beperkt Dossier

33. Invoering
 Indienen dossiers Werkzame Stoffen ten laatste
2008
 Evaluatie gefinaliseerd in 2014
 Nationale voorschriften gelden tot 14 mei 2014
 Behalve: werkzame stof is onderzocht en
opgenomen in de positieve lijst

34. Toekomst
 Nieuwe EU wet: voorstel door commissie in 2009
 Verordening (Regulation) = onmiddellijk overal van
kracht (2013?)
 Aanpassing vereenvoudigde procedures voor werkzame
stoffen
 Vereenvoudiging toelatingsprocedures voor biociden
 Betere gegevensbescherming
 Regels voor behandelde voorwerpen

35. KB 22 mei 2003
 KB betreffende bewaren, verkopen en gebruiken
van bestrijdingsmiddelen voor niet-landbouwkundig
gebruik - 04/11/1975
 Gelijk met Nederland
 Toelating
 Omzetting directieve
 Toelating verleend (voor ten hoogste 10 jaar) door
de Minister van Leefmilieu na eensluidend advies
van de Hoge Gezondheidsraad

36. Registratie
 Retributie:
 Biocide: 1.000 EUR
 Werkzame stof: 50.000 EUR
 Bekendmaking verkoopsgegevens aan FOD
Volksgezondheid

37. Textiel
 Biociden in textiel - geen registratie
 Alle producenten dienen dossiers in
 Clariant/Sanitized
 Devan
 Troy
 Ciba
 Cognis
 Afhandeling is traag

38. Bijkomende Info
 Richtlijn 98/8/EG (NL) http://eur-
lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELE
X:31998L0008:NL:NOT
 http://ec.europa.eu/environment/biocides/index.htm
 http://www.health.belgium.be/eportal/Environment/
Chemicalsubstances/Biocids/Biocidesunderclosesu
rveillance/Legislation/AR22052003/index.htm
 http://www.health.belgium.be/eportal/Environment/
Chemicalsubstances/Biocids/index.htm?fodnlang=
nl

39. Conclusies

40. Conclusies
 Antimicrobiële producten gebruikt in de
textielsector, vooral in hygiënetoepassingen
 Verschillende producten genereren effect
 Eigenschappen antimicrobieel textiel
 Effect wordt behouden na gebruik en wassen
 Actief tegen breed gamma micro-organismen
 Geen toxische migrerende substanties
 Geen interferentie met bacteriën van de huid
 Efficiëntie evaluatie  antimicrobiële testen
 Wetgeving  harmonisatie 2013?

41. Bedankt voor de aandacht
Isabel De Schrijver, PhD
Centexbel - Technologiepark 7 - 9052 Zwijnaarde
+32 9 243 82 35
ids@centexbel.be