AeroSMART - Entwicklung und Validierung von antimikrobiellen Materialien für die Flugzeugkabine

Abstract

Einleitung und Fragestellung: In einer vernetzten Welt sind öffentliche Verkehrsmittel unverzichtbar geworden. Allerdings birgt der geschlossene Raum mit hoher Passagierdichte ein erhöhtes Risiko für die schnelle Verbreitung von Mikroben. Insbesondere in Flugzeugen über Langstrecken herrschen Bedingungen, die die Ausbreitung von Mikroben begünstigen. Durch ein gesteigerte Gesundheitsbewusstsein nach dem Durchleben der COVID–19 Pandemie, ist die globale Gesellschaft sich potentieller Ansteckungsgefahren bei der Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel bewusster. Es ist daher sowohl im Interesse der Gesundheit der Menschen als auch wirtschaftlich sinnvoll, nachhaltige Maßnahmen zur Eindämmung der Verbreitung von humanen Pathogenen in Flugzeugen zu ergreifen. Eine Möglichkeit besteht darin, antimikrobielle Materialien in häufig berührten Oberflächen der Flugkabine zu integrieren. Dies wirft die Forschungsfrage auf, ob Materialien, die mit antimikrobiellen Füllstoffen/Nanopartikeln wie Kupferoxid oder Chitosan behandelt wurden, unter den Bedingungen einer Flugkabine eine antimikrobielle Wirkung gegen Mikroben entfalten können. Methodik: In Kontakttötungsversuchen einer Bakteriengemeinschaft, bestehend aus 9 Vertretern des Mikrobioms des öffentlichen Verkehrs, als auch SARS-CoV-2, werden die Materialien unter Verwendung einer Klimakammer, die Flugkabinenbedingungen simuliert, auf ihre antimikrobielle Wirksamkeit getestet. In Kooperation mit der Flugstaffel des DLRs und nach der Effektivitätsbewertung der neu-entwickelten Materialien, werden die Wirksamsten in Langzeitexposition in mehreren Flugzeugkabinen der Flugstaffel angebracht, kontrolliert berührt und anschließend mit 16S Sequenzierung analysiert, um die Anwesenheit von Mikroben auf den Oberflächen sowie die antimikrobielle Wirkung der Materialien unter realen Flugbedingungen zu untersuchen. Ein anderer Aspekt, der nach Exposition betrachtet wird, ist die Resilienz der Materialien, die mithilfe bildgebenden Verfahren (REM) und Fluoreszenz-Mikroskopie analysiert wird. Darüber hinaus wird im Rahmen einer Sampling Kampagne die antimikrobielle Belastung in Flugkabinen erfasst, um mit 16S-Sequenzierung das Mikrobiom einer Flugkabine zu charakterisieren. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es wird erwartet, dass die mikrobielle Vielfalt in der Flugkabine dem Mikrobiom anderer Mittel des öffentlichen Transports, wie Bus oder Bahn, ähnelt und hauptsächlich aus Mikroben des Hautmikrobioms besteht. Außerdem wird erwartet, dass die getesteten Oberflächen die mikrobielle Belastung in Flugkabinen reduzieren und das Infektionsrisiko während eines Fluges verringern können. Durch die Kosten- und Energieeffizienz der Materialien ist deren Integration in Flugzeugoberflächen realistisch, um in Zukunft die mikrobielle Belastung in Luftfahrten kontrollieren zu können.