Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Standard „ASTM G22-23 Standard Practice for Determining Resistance of Plastics to Bacteria“ beschreibt zwei Verfahren zur Bestimmung der Auswirkung von Bakterien auf die Eigenschaften von Kunststoffen in Form von geformten und gefertigten Artikeln, Rohren, Stäben, Platten und Folienmaterialien.
Bei Verfahren B besteht ein intensiverer Kontakt zwischen den Testbakterien und den Proben als bei Verfahren A. Bei Verfahren A wird der Test durchgeführt, indem die Probe auf die Agaroberfläche gelegt wird. Bei Verfahren B wird die Probe in Agar eingekapselt, wodurch ein intensiverer Kontakt zwischen dem Bakterieninokulum und dem Testmaterial gewährleistet wird. Änderungen der optischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften können mit anwendbaren ASTM-Methoden ermittelt werden. Umweltbedingungen wie hohe Temperaturen und Feuchtigkeit können das Bakterienwachstum begünstigen. Mit den beschriebenen Verfahren lässt sich die Resistenz von Kunststoffen gegenüber Bakterien bei der Anwendung in solchen Fällen prüfen.
Das in dieser Norm beschriebene Verfahren besteht aus den folgenden Schritten:
Da es sich bei diesen Verfahren um den Umgang mit Bakterien handelt, die Menschen infizieren können, müssen die Tests von mikrobiologisch geschultem Personal durchgeführt werden.
Der Harzanteil von Kunststoffen ist im Allgemeinen resistent gegen Bakterien, da er Bakterien nicht als Kohlenstoffquelle für ihr Wachstum dient. Meist sind andere Inhaltsstoffe wie Weichmacher, Schmiermittel, Stabilisatoren und Farbstoffe für den Bakterienbefall von Kunststoffen verantwortlich. Es ist wichtig, die Beständigkeit von Kunststoffen gegenüber mikrobiellen Angriffen zu bestimmen, wenn Kunststoffe unter für einen solchen Angriff geeigneten Bedingungen mit hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit verwendet werden.
Die erwarteten Effekte sind:
Im Allgemeinen sind Änderungen der elektrischen Eigenschaften vor allem auf Oberflächenwachstum und die damit verbundene Feuchtigkeit sowie auf pH-Änderungen zurückzuführen, die durch die Produkte des bakteriellen Stoffwechsels verursacht werden. Zu den weiteren Effekten gehört ein bevorzugtes Wachstum aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung von Weichmachern, Schmiermitteln und anderen Verarbeitungszusätzen. Bei Produkten in Filmform oder als Beschichtungen können erhebliche physikalische Veränderungen beobachtet werden, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen groß ist und Nährstoffe wie Weichmacher und Schmiermittel weiterhin an die Oberfläche diffundieren, während sie von Organismen genutzt werden.
Da der Angriff durch Organismen mit einem großen Veränderungselement aufgrund lokaler Beschleunigungen und Hemmungen verbunden ist, kann die Wiederholbarkeit recht gering sein. Um sicherzustellen, dass die Verhaltensschätzungen nicht zu optimistisch sind, sollte der größte beobachtete Grad der Beeinträchtigung gemeldet werden.
Die Konditionierung der Proben, wie beispielsweise Auslaugung, Witterungseinflüsse, Wärmebehandlung und ähnliche Einflüsse, kann erhebliche Auswirkungen auf die Resistenz von Kunststoffen gegenüber Bakterien haben. Die Ermittlung dieser Auswirkungen wird in dieser Norm nicht behandelt.
Die bei diesen Tests verwendeten Glasbehälter eignen sich zur Aufnahme von Proben, wenn sie flach liegen. Je nach Größe der Proben werden folgende Empfehlungen gegeben:
Bei den Tests kommen auch Inkubatoren zum Einsatz. Bei allen Testmethoden sollte die Inkubationsausrüstung eine Temperatur zwischen 35 und 37 Grad und eine relative Luftfeuchtigkeit von mindestens 85 Prozent aufrechterhalten. Es wird eine automatische Aufzeichnung der Feucht- und Trockentemperatur empfohlen.
Bei allen Tests sollten analysenreine Chemikalien verwendet werden. Sofern nicht anders angegeben, müssen alle Reagenzien den Spezifikationen des Committee on Analytical Reagents der American Chemical Society entsprechen, sofern solche Standards existieren. Andere Qualitäten können verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Reinheit des Reagenzes hoch genug ist, um seine Verwendung ohne Verringerung der Genauigkeit der Bestimmung zu ermöglichen.
Sofern nicht anders angegeben, handelt es sich bei dem in den Tests verwendeten Wasser um destilliertes Wasser.
Nährsalzagar ist ein kohlenstofffreies Kulturmedium, das im ASTM G21-15-Standard verwendet wird. Obwohl Nährsalzagar für das Pilzwachstum konzipiert wurde, unterstützt er das Wachstum von Testbakterien, wenn ihr Kohlenstoffbedarf durch empfindliche Kunststoffmaterialien gedeckt wird. Dieses Medium wird durch Auflösen der im Standard angegebenen Mengen der Reagenzien in 1 l Wasser hergestellt.
Das Testmedium wird durch Autoklavieren bei 121 Grad für 20 Minuten sterilisiert. Für die erforderlichen Tests, einschließlich ungeimpfter Kontrollen, werden geeignete Medien vorbereitet.
Standardtests werden gegen eine Bakterienart, Pseudomonas aeruginosa, durchgeführt. Die Testprobe wird mit der entsprechenden Bakterienkultur beimpft und 21 Tage lang inkubiert. Bei der Anwendung von Testmethoden wird die Hemmung des Bakterienwachstums durch die Probe durch visuelle Beurteilung beurteilt und durch mikroskopische Untersuchung bestätigt.
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