Desinfektion für Hygienebereiche: keimfrei durch Box mit UVC-LEDs

Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB hat eine UVC-LED-Desinfektionsbox entwickelt, die speziell für den Einsatz in sensiblen Bereichen wie Laboren, Reinräumen und Kliniken konzipiert wurde. 

Im Interview mit COMPAMED.de erläutert Projektleiter Thomas Westerhoff die Herausforderungen, Lösungen und Vorteile dieser Technologie.

Herr Westerhoff, welche Problemstellungen haben Sie zur Entwicklung der UVC-LED-Desinfektionsbox motiviert? 

Thomas Westerhoff: Wir arbeiten seit 2013 in einem großen Forschungsverbund, gefördert durch das BMBF, um die UVC-LED-Technologie weiterzuentwickeln. Damals waren UV-LEDs leistungsschwach und nicht langlebig genug, um als Ersatz für Quecksilberlampen zu dienen. 

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Krankenhaushygiene des Universitätsklinikums Jena haben wir untersucht, wie wir typische Hygieneprobleme in Kliniken mit UV-Strahlung lösen können. Ein Fokus lag auf der Desinfektion von elektronischen Kleingeräten wie Tablets und Zugangskarten und medizinischen Geräten, die häufig von Hand zu Hand gehen und somit potenziell pathogene Erreger übertragen können. 

Welche technischen Herausforderungen mussten Sie bei der Entwicklung lösen?

Westerhoff: Die größte Herausforderung war, die Bestrahlung homogen und somit gleichmäßig effektiv zu gestalten. UVC-Strahlung wirkt nur dort, wo sie tatsächlich auftrifft und die Effizienz der Desinfektion ist proportional der Bestrahlungsdosis. Verschattungen, etwa durch Gitterroste als Ablage, führten zu unzureichenden Ergebnissen. Wir haben daher eine transparente Spezialglasplatte entwickelt, die Verschattungen verhindert. Zusätzlich haben wir den Innenraum der Box mit einem reflektierenden und streuenden Polymer beschichtet, um die Strahlung gleichmäßig zu verteilen. Diese Optimierungen ermöglichen eine sehr effiziente Desinfektion.

Wie funktioniert die Desinfektion in der Praxis? 

Westerhoff: Die Desinfektionsbox ist etwas größer als eine Mikrowelle. Mitarbeitende legen den zu desinfizierenden Gegenstand – zum Beispiel ein Tablet – hinein und drücken einen Knopf. Innerhalb von etwa 30 Sekunden ist die Desinfektion abgeschlossen. Parallel dazu können sich die Mitarbeitenden umziehen oder andere Hygienemaßnahmen durchführen. Das spart Zeit und ist deutlich gründlicher als herkömmliche Wischdesinfektionen, die oft Rückstände hinterlassen und nicht validierbar sind.

Welche Vorteile bietet die UVC-LED-Technologie gegenüber chemischen Desinfektionsmethoden? 

Westerhoff: Einer der größten Vorteile ist die Umweltfreundlichkeit. Chemische Desinfektionsmittel, insbesondere aggressive Stoffe wie Quaternäre Ammoniumverbindungen, belasten die Umwelt. Unsere Lösung benötigt lediglich elektrischen Strom. Zudem sind LEDs im Vergleich zu Quecksilberlampen langlebiger, sofort ohne Aufheizphase einsatzbereit und ermöglichen eine gezielte Bestrahlung. Auch die Betriebskosten sind gering, da keine Verbrauchsmaterialien wie Desinfektionsmittel benötigt werden.

Können Sie etwas zu den bisherigen Ergebnissen sagen? 

Westerhoff: Wir haben das Gerät in Zusammenarbeit mit Boehringer Ingelheim getestet. Dabei konnten wir innerhalb von 33 Sekunden eine Bestrahlungsdosis von 500 Joule pro Quadratmeter erreichen, was zu einer Inaktivierung von mehr als 99,999 % der getesteten Bakterien führte. Selbst bei schwierigen Erregern wie Sporenbildnern konnten wir gute Ergebnisse erzielen. Boehringer setzt das Gerät inzwischen erfolgreich in Schleusen für Labore ein.

Gibt es spezielle Anforderungen, um das Gerät in Laboren oder Kliniken einzusetzen? 

Westerhoff: Nein, es ist kompakt und einfach zu bedienen, ähnlich wie eine Mikrowelle. Es benötigt lediglich eine Stromquelle. Diese Flexibilität macht es auch für kleinere Labore geeignet. 

Was sind die nächsten Schritte in Ihrem Projekt? 

Westerhoff: Wir wollen die Technologie weiter optimieren und zusätzliche Anwendungen im Bereich der Oberflächendesinfektion erschließen. Es gibt noch viel Potenzial, und wir freuen uns darauf, die Effizienz und Nachhaltigkeit der Hygienetechnik weiter voranzutreiben.