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25. Januar 2021
Thüringen

Blaues Licht desinfiziert

Hier ist der Laboraufbau eines Hygienesiphons zu sehen, der mit Blaulicht Abwasser reinigt. Entwickelt wurde diese Innovation in Zusammenarbeit mit dem Thüringer Industriepartner Purion GmbH aus Zella-Mehlis. Foto: GMBU / Purion GmbH

Blaues Licht – es leuchtet nicht nur blau, es desinfiziert auch

Die Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien (GMBU) e.V. am Forschungsinstitut für Photonik in Jena hat bemerkenswerte Dinge entwickelt.

Wenn Dr.-Ing. Sabine Nieland von der Fachsektion Photonik der Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien (GMBU) e.V. am Forschungsinstitut für Photonik in Jena über Ihre Forschung spricht, merkt man ihr die Begeisterung spürbar an.
Und ihre Botschaft klingt so simpel wie revolutionär:
„Natürliches Blaulicht im Wellenlängenbereich von 400 bis 450 Nanometer kann bakterielle Erreger wirkungsvoll abtöten.“

Um so unverständlicher ist es, dass sie selbst ihre Aussage relativiert:
„Blaulichtanwendungen sind an sich nichts Neues.
Die Wirkung ist bereits seit 20 Jahren bekannt.
Vor zehn Jahren stieß die Bundesregierung unter dem Motto ‚Saubere Hände‘ Forschungen zum Thema Blaulichanwendungen an.“

Aus welchen Gründen auch immer wurden diese Ansätze jedoch nicht weiter verfolgt – bis vor kurzem.

 

Von der Toilettenbrille bis zur Lebensmitteltechnologie

„Wir haben hier nichts erfunden, wir haben nur vorhandenes Wissen genutzt, optimiert und verschiedene, sehr interessante Anwendungen entwickelt“, sagt Sabine Nieland ganz bescheiden.
So entwickelte sie mit ihren Kolleginnen und Kollegen der GMBU unter anderem eine sich selbst mit Blaulicht desinfizierende Toilettenbrille, ein Handlaufsystem mit aktiver Desinfektion, ein neuartiges Handdesinfektionsverfahren und Verfahren für den Einsatz von blauem Licht im Bereich der Lebensmitteltechnologie.

 

Abwasserdesinfektion – schon vorab

Stolz präsentiert Sabine Nieland auch einen Hygienesiphon, in dem das Abwasser mithilfe von Blaulichtquellen desinfiziert wird.

„Kläranlagenbetreiber sagen uns immer wieder, dass sie die Keimreduzierung im Abwasser vor immer größere Probleme stellt“, erklärt die Wissenschaftlerin.
„Hier setzen wir ein und desinfizieren das Wasser schon vorab – nicht mit schädlicher Chemie, die das Wasser wieder belastet -, sondern, ganz sauber, mit Blaulicht.“

Ein Prototyp des Hygienesiphons, der in Zusammenarbeit mit der Firma Purion GmbH aus Zella-Mehlis entwickelt wurde, war zwischen den Lockdowns auf der Hygiene-Messe pro.vention in Erfurt zu sehen.

 

Effektive Wirkung

Wie das Blaulicht wirkt, erklärt Dr.-Ing. Sabine Nieland so:
„Es funktioniert über die Absorption des Lichtes durch Biomoleküle, sogenannte Porphyrine, die in lebenden Zellen allgegenwärtig sind.
Bei Anwesenheit von Sauerstoff bilden die energetisch angeregten Moleküle in einer chemischen Reaktion Sauerstoffradikale, die aufgrund ihrer hohen Reaktivität zu extremen Zellschäden, der Verhinderung der Vermehrung oder unter bestimmten Umständen zur Abtötung der bakteriellen Erreger führen.“

 

Bakterien, Viren, Pilze – Blaulicht erledigt alles

Aber nicht nur das:
Blaulicht vernichtet Bakterien, Pilze und auch Viren.
„Blaulicht macht alle Erreger unschädlich“, betont Sabine Nieland.
„Die Zeit und die Intensität der Beleuchtung oder Bestrahlung machen die Dosis aus und der jeweilige Erreger bestimmt, wie hoch diese Dosis sein muss.“

Sie gibt ein konkretes Beispiel:
„E.-coli-Bakterien kommen im menschlichen und tierischen Darm vor.
Sie sind krankheitserregend und können nach dem Toilettengang den Händen anhaften.
Um 99 Prozent der Bakterien auf den Händen zu vernichten, muss man diese nur eine Minute mit Blaulicht bestrahlen.“

 

In Kombination kreiert man sogar Vitamin D

Aber das ist noch nicht alles.
Sabine Nieland und ihre Kolleginnen und Kollegen von der Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien (GMBU), an der insgesamt 50 Wissenschaftler tätig sind, fanden heraus, dass man wenn man Blaulicht mit UVB-Licht, das eine Wellenlänge von 310 Nanometer hat, kombiniert, in menschlichen Zellen Vitamin-D erzeugen kann, dass die Immunabwehr des menschlichen Körpers stärkt.

„Das könnte vor allem für bettlägerige Menschen wichtig werden, die nicht ins Freie können um dort Sonne zu ‚tanken‘ die sonst Vitamin D im menschlichen Körper erzeugt“, gibt die Wissenschaftlerin zu bedenken.

 

Die Wellenlänge ist entscheidend

Auf die Frage, ob man jede Form von Blaulicht zur Desinfektion verwenden könne, verweist Dr.-Ing. Sabine Nieland auf verschiedene Studien, die in Krankenhäusern durchgeführt wurden.
Dabei wurde festgestellt, dass Blaulicht, das generell ein Wellenlängespektrum von 400 bis 470 Nanometer umfasst, bei der Wellenlänge von 405 Nanometer besonders effektiv ist.

Als Lichtquelle kommen bei den Entwicklungen der GMBU überwiegend energieeffiziente und kostengünstige Blaulicht-LEDs zum Einsatz.

 

Auch zur Desinfektion von Wunden geeignet

Die Vorteile der Blaulichtanwendung liegen für die Wissenschaftlerin auf der Hand:
„Blaulicht ist für die menschliche Haut sowie Materialien und Lebensmittel weitestgehend unbedenklich.
Man kann so direkt Wunden desinfizieren – ohne die Haut zu schädigen.
Mit blauem Licht sind daher völlig neue  Desinfektionsverfahren möglich.
Für UVC-Strahlung, die im Bereich der Keimabtötung seit langem etabliert ist, gilt das nicht.“

 

Auf die Augen achten – das gilt schon bei Bildschirmarbeit

Eine Einschränkung ist der Fachsektionsleiterin dann aber doch noch wichtig:
„Auf lange Sicht kann Blaulicht die Augen schädigen.
Das gilt aber schon, wenn sie täglich acht bis zehn Stunden vor dem Bildschirm sitzen.
Dann sollten Sie bereits eine Brille mit einem Blaulichtfilter tragen.“

Danach gefragt, ob ihre Forschungen zum Blaulicht nun bereits abgeschlossen seien, schüttelt Dr.-Ing. Sabine Nieland lächelnd den Kopf.
„Wir sind in unseren Forschungen und Entwicklungen schon sehr weit und haben viele interessante Dinge entwickelt, aber unsere Untersuchungen zur Wirkung von Blaulicht auf die menschliche Haut und besonders auf Wunden beginnt gerade erst richtig.“

 

Wirksame Alternative bei Antibiotikaresistenzen

Warum ihr diese Forschung ganz besonders am Herzen liegt, wird deutlich, wenn Sabine Nieland sagen soll, was sie sich für die Zukunft wünscht.

Sie muss nicht lange überlegen:
„Dass künftig noch viel mehr mit Licht desinfiziert wird“, sagt sie spontan.
Und mit ihrer Begründung unterstreicht sie die Relevanz der aktuellen Studien der GMBU:
„Antibiotikaresistenzen nehmen immer weiter zu.
Hier ist der Einsatz von Blaulicht eine wunderbare Alternative.
Denn im Gegensatz zu Desinfektionsmitteln arbeitet die blaulichtbasierte Keimreduktion ohne Zusatzstoffe.
Eine Umweltbelastung durch Desinfektionsmittel wird vermieden.“

Das Anwendungspotenzial von blauen LEDs ist also längst noch nicht ausgeschöpft.
Und Sabine Nieland bringt es auf den markanten Punkt:
„Blaulicht hat eine glänzende Zukunft.“

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter:
www.gmbu.de

Daniel Dreckmann

 

Hier ist der Laboraufbau eines Hygienesiphons zu sehen, der mit Blaulicht Abwasser reinigt. Entwickelt wurde diese Innovation in Zusammenarbeit mit dem Thüringer Industriepartner Purion GmbH aus Zella-Mehlis. Foto: GMBU / Purion GmbH

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