Richtlinien zur Viruzidieprüfung

Auf Basis von Richtlinien des Robert-Koch-Instituts (RKI) und der Deutschen Vereinigung zur Bekämpfung der Viruskrankheiten e.V. (DVV) wird die Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln untersucht. Dabei werden die Desinfektionsmittel in Lösungen (Suspensionstests), sowie auf Oberflächen (Oberflächentests) getestet. Unabhängig vom Anwendungsbereich auf Händen, Flächen, Instrumenten oder Wäsche werden die Desinfektionsmittel immer denselben Prüfmethoden unterzogen.

Dazu wird eine 1:10-Lösung mit Surrogatviren (Testviren) und dem zu untersuchenden Desinfektionsmittel angesetzt. Nach Ablauf einer vorgegeben Einwirkzeit wird die Anzahl infektiöser Viren in der Viren-Desinfektionslösung bestimmt (gemäß Richtlinie der DVV und des RKI bzw. die europäische Norm DIN EN 14476).

Diese optimalen Bedingungen, bei welchen das Desinfektionsmittel Viren über eine vorgegebene Zeit vollflächig umschließt, lassen sich im Alltag kaum finden. Aus diesem Grund sehen die Richtlinien des RKI und der DVV praxisnähere Oberflächetests von Flächendesinfektionsmitteln vor. Eine Testviren-Lösung wird auf einen Träger, ein Testplättchen aufgebracht. Das zu untersuchende Desinfektionsmittel wird auf das getrocknete Viren-Testplättchen gesprüht. Diese Viren werden nach einer vorgegebenen Einwirkzeit vom Testplättchen isoliert und die verbleibende Anzahl infektiöser Viren bestimmt. Eine weitere Vorgabe ist der Test von Desinfektionsmitteln in Anwesenheit von organischen Verschmutzungen (Fette, Stärke, etc.), welche die Wirksamkeit von Desinfektionsmittel beeinflussen und unter Umständen stark verringern kann. Man spricht von Belastungssubstanzen.

Klassifizierung der viruziden Wirksamkeit

Einteilung der viruziden Wirkung von chemischen Desinfektionsmitteln in drei Wirkungsbereiche (Quelle: Leitlinie der DVV e.V.: Quantitative Prüfung der viruziden Wirksamkeit chemischer Desinfektionsmittel auf nicht-porösen Oberflächen.):

  • Wirksamkeitsstufe 1: „Begrenzt viruzid“: Wirksam gegen behüllte Viren (e.g. SARS-CoV-2 und Influenzavirus)
  • Wirksamkeitsstufe 2: „Viruzid (low level)“: d.h. ohne Enteroviren und Parvoviren
  • Wirksamkeitsstufe 3: „Viruzid (high level)“: d.h. einschließlich Enteroviren und Parvoviren

Surrogatviren (Testviren)

Einige Viren, welche uns im Alltag begegnen, lassen sich nur schwer in Zellkulturen vermehren. Hier kommen Surrogatviren zum Einsatz. Diese eignen sich für Desinfektionsmitteltests, da sie sich anschließend in Zellkulturen vermehren lassen und eine Aussage über die Viruzidie treffen lässt (Quelle: DVV e.V. – Richtlinien zur Viruzidieprüfung). Surrogatviren werden zur Einordnung von Desinfektionsmitteln in die drei genannten Wirksamkeitsstufen verwendet. Surrogatviren sind für gesunde Menschen harmlos. Dadurch ist auch der Schutz der Gesundheit des Laborpersonals bei der Durchführung der Tests gewährleistet.

Surrogatviren laut Leitlinie der DVV e.V.:

  • Wirksamkeitsstufe 1: Vacciniavirus, Stamm Elstree und/oder MVA (Modified Vacciniavirus Ankara)
  • Wirksamkeitsstufe 2: Adenovirus Typ 5, Stamm Adenoid 75 und Murines Norovirus (MNV), Stamm S99
  • Wirksamkeitsstufe 3: Adenovirus Typ 5 Stamm Adenoid 75, Murines Norovirus (MNV) Stamm S99 und Murines Parvovirus (Minute Virus of Mice, MVM, ATCC VR-1346)

Surrogatviren werden aufgrund von Kriterien wie klinischer Relevanz, unterschiedlicher biochemischer und physikalischer Eigenschaften für diese Teste ausgewählt. Sie schaffen eine Grundlage für zuverlässige und reproduzierbaren Ergebnisse und Nachweise.

Vacciniavirus wird als Surrogatvirus stellvertretend für behüllte Viren ( z.B. Influenza-, Coronaviren inkl. SARS-CoV-2, Mumps-, Röteln-, Masernvirus) zur Durchführung von Wirksamkeitstests bei  Desinfektionsmitteln verwendet.

Prüfung der viruziden Wirksamkeit von antimikrobiellen Oberflächen

Antimikrobielle Oberflächen werden unter internationalen Standards ISO 21702 („Measurement of antiviral activity on plastics and other non-porous surfaces”) einer Prüfung unterzogen. Das RKI bzw. die DVV e.V. hält bislang keine Richtlinie zur Prüfung der Wirksamkeit vor. Der ISO21702 Standard sieht das Influenza A Virus stellvertretend für behüllte und das Feline Calicivirus (Erreger Katzenschnupfen) für unbehüllte Viren als Testviren vor.

Im Testverfahren wird die Anzahl infektiöser Viren nach 24 h auf einer abgedeckten und feuchten Öberfläche ermittelt. Die Bedingungen in diesem Test entsprechen jedoch nicht der Realität in der Praxis.

Aus diesem Grund wird das Dyphox® Beschichtungssystem dem praxisnahen Carriertest  der RKI-Richtlinie bzw. der DVV-Prüfvorschrift unterzogen.

Dazu wird die Virensuspension auf ein Testplättchen gebracht und getrocknet. Die Dyphox® Beschichtung und das darauf aufgelegte Viren-Testplättchen wird für einen vorgegebenen Zeitraum mit Licht aus dem sichtbaren Bereich bestrahlt. Dieser Test schließt mit der Rückgewinnung und Bestimmung infektiöser Viren ab (ISO21702 mod.)

Das außerordentlich wirksame Dyphox® Beschichtungsystem wurde extern erfolgreich gegen das humane Influenza A Virus, welches wie das SARS-CoV-2 Virus ein behülltes Virus ist, getestet. Im Vergleich zu unbeschichteten Flächen konnte die Dyphox® Beschichtung innerhalb von 83 Minuten eine Inaktivierung des Virus um 4 logarithmische Stufen erzielen. Das bedeutet, dass die Anzahl infektiöser Viren durch die Dyphox® Beschichtung um das 10.000 fache reduziert wurde.

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FAQ

  • Ein individueller Wirksamkeitsnachweis im Feldversuch ist sehr aufwendig und kostspielig, und deshalb nur unter großem Aufwand möglich. Um eine statistisch valide Aussage treffen zu können, muss eine hohe Anzahl von Proben über einen langen Zeitraum (mehrere Monate) genommen und ausgewertet werden.

    Zusätzlich müssen geeignete Kontrollflächen definiert werden, um einen Referenzpunkt zu haben. Außerdem muss gewährleistet werden, dass die genommenen Proben immer innerhalb von 1-2h im Labor zur Auswertung ankommen. Das ist v.a. bei nicht-ortsfesten Objekten eine immense logistische Herausforderung.

    Eine derartige Feldstudie wurde bereits mit unserer Beschichtung in zwei Krankenhäusern durchgeführt. Über 9 Monate wurden knapp 1300 Proben genommen und ausgewertet. Somit konnte eine belastbare Aussage zur Wirksamkeit unter realen Bedingungen getroffen werden. Ein einziger oder wenige Abstriche sind nur Momentaufnahmen und können keine belastbare Aussage über die Wirksamkeit einer Beschichtung treffen.

  • Ja. Eine antibakterielle Wirksamkeit von mehr als 99.99% Keimreduktion gemäß ISO 22196 (mod.) wurde durch das Prüflabor Quality Labs GmbH nachgewiesen.

    Eine antivirale Wirksamkeit der Dyphox Universal-Beschichtung mit mehr als 99,98% Reduktion infektiöser Partikel (behüllte Viren) gemäß ISO 21702(mod.) wurde durch das zertifizierte virologische Prüflabor Eurovir® Hygiene Labor GmbH bestätigt.

  • Im Gegensatz zu Bakterien, Pilzen etc. handelt es sich bei Viren um nicht-lebende Einheiten. Die Begründung dafür liegt im fehlenden Stoffwechsel sowie in der fehlenden Möglichkeit sich zu reproduzieren – Nachkommen zu bilden -. Viren brauchen dazu Wirtszellen, welche für die Vermehrung des Virus umprogrammiert / manipuliert werden.

    Man unterscheidet zwischen behüllten und unbehüllten Viren sowie zwischen RNA-Viren und DNA-Viren.

    Vertreter behüllter Viren sind Influenza- sowie SARS-CoV2-Viren. Rota- und Noroviren sind Vertreter unbehüllter Viren.

    RNA-Viren sind bspw. Corona- und Rotaviren. Humane Papillomaviren (HPV) sowie Pockenviren zählen zu den DNA-Viren.

  • Bei der Beantwortung dieser Frage trifft man oftmals auf Unklarheiten. Man unterscheidet generell zwischen einer qualitativen und einer quantitativen Verringerung der Keimlast.

    Die qualitative Verringerung der Keimlast sagt aus, dass bspw. 99,99% aller Arten von Keimen – bspw. S. aureus, E. coli, usw. – inaktiviert / getötet werden. Die Frage ist hierbei: Welche Keime werden getötet?

    Die quantitative Verringerung der Keimlast sagt aus, dass bspw. 99,99% der Gesamtzahl aller Keime – unabhängig von einer genauen Bestimmung der Keimarten – inaktiviert / getötet werden. 99,99% entsprechen einer Verringerung um das 10.000-fache. Man spricht auch von einer Verringerung um 4 logarithmische Stufen.

    Beispiel für quantitative Verringerung der Keimlast:

    Eine definierte Fläche beinhaltet 1.000.000 aktive Keime. Wird bspw. durch eine antimikrobielle Oberflächenbeschichtung eine Verringerung der Keimzahl um 99,99% erreicht, dann befinden sich danach noch 100 aktive Keime auf der Oberfläche.

    Hierbei handelt es sich um Laborwerte, welche alltäglichen Situationen in medizinischen Einrichtungen etc. nur sehr begrenzt widerspiegeln. Im Labor werden Faktoren wie Frequentierung von Oberflächen, organische Verschmutzungen, Aufbringung neuer Keime etc. nicht / kaum berücksichtigt.

  • Es konnte gezeigt werden, dass Bacillus atrophaeus Endosporen durch Singulett-Sauerstoff inaktiviert werden.

    Quelle: Eichner et al., Fast and effective inactivation of Bacillus atrophaeus endospores using light-activated derivates of vitamin B2: Photochem. Photobiol. Sci. 2015, 14, 387-396

  • Alle Keime, ob Bakterien, Viren, Pilze und Sporen, werden kontinuierlich durch die Beschichtung angegriffen. Da die Umwelt jedoch stetig Keime enthält, die sich auf Oberflächen stetig absetzen und vermehren, gibt es zeitlich betrachtet keine absolute „Keimfreiheit“.

    Eine Keimfreiheit ist lediglich nach einer richtigen Desinfektion für einen Moment herstellbar oder unter Laborbedingungen.

    Unter Laborbedingungen ist die antimikrobielle Oberflächenbeschichtung in der Lage 99,9 – 99,999% aller Keime zu töten. Das sind Werte mit denen andere antimikrobielle System ebenso werben. Es sind jedoch theoretische Werte, die kaum die alltägliche Situation in Krankenhäusern, Arztpraxen, MVZ etc. widerspiegeln.

    Brauchbare, praxisbezogene Werte bzgl. der Reduktion von Keimlast wurden mit der antimikrobiellen DYPHOX-Oberflächenbeschichtung in Feldstudien an zwei Krankenhäusern geschaffen. Über einen Zeitraum von 6 Monaten  wurden 1.289 Proben im klinischen Alltag genommen und ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten eine Reduktion des relativen Risikos hoher Keimlasten auf Oberflächen um bis zu 67% (für cfu/cm² ≤ 5,0).

    Zudem sank der durchschnittliche Wert von Bakterien auf der aktiven Beschichtung unter 2,5 cfu/cm², einem für Krankenhäuser wichtigen Schwellenwert. Beim Gebrauch von Desinfektionsmitteln ohne DYPHOX-Oberflächenbeschichtung traten hohe Keimlastspitzen von bis zu 480 cfu/cm² auf. Im Vergleich dazu verringerte die aktive DYPHOX-Oberflächenbeschichtungen die Keimlastspitzen auf einen Maximalwert von 27 cfu/cm²

    Anwendungsgrafik um Hygienelücken zu visualisieren
    Anwendungsgrafik um Hygienelücken zwischen Desinfektionszyklen zu visualisieren.

    Abbildung: Verringerung hoher Keimlast und Keimlasspitzen durch die antimikrobielle DYPHOX-Oberflächenbeschichtung (rote Kurven). Alleiniger Gebrauch von Desinfektionsmitteln (schwarze Kurven) führt zu höheren und schnelleren Anstiegen der Keimlast und Keimlastspitzen und somit zu einem statistisch höheren Infektionsrisiko.

  • SARS-CoV-2 zählt zur Virusfamilie der Coronaviren und ist ein behülltes Virus. Die Dyphox Universal-Beschichtung wurde erfolgreich gegen behüllte Viren getestet. Im Downloadbereich finden Sie ein entsprechendes Zertifikat von EuroVir, das nachweist, dass Dyphox Universal mit mehr als 99,99% (sogar mehr als 5,5 log10 Reduktion) gegen TGEV (Vertreter der Coronavirusfamilie) wirkt.

    Hinweis: Externe Labore können derzeit nicht gegen SARS-CoV-2 testen. Wenn diese ein Zertifikat gegen Corona ausstellen, dann wurden Surrogatviren der Corona-Familie getestet. Das heißt, nicht SARS-CoV-2 sondern z.B TGEV, ein bekannter Virus, der bei Schweinen auftritt. Jedoch sind diese Viren sehr ähnlich und erlauben, somit den Rückschluss auf die Wirksamkeit gegen SARS-CoV-2. Genauso verhält es sich mit dem Influenza A Virus, dieser gehört genauso wie SARS-CoV-2 zu den behüllten Viren und somit wird der Rückschluss erlaubt, wirksam gegen Influenz A, somit auch gegen alle behüllte und deshalb auch gegen SARS-CoV-2, zu sein.

  • Die Übertragung von Mikroorganismen und Krankheitserregern über Oberflächen beschreibt alltägliche Situationen.

    Zur Kontrolle der Keimbelastung auf Oberflächen werden oftmals Abklatschtests verwendet.

    Die Probenentnahme auf Oberflächen kann einige Fehlerquellen beinhalten. Diesbezüglich ist eine Standardisierung unverzichtbar.

    Wichtige Eckpunkte und Fragen der Probeentnahme sind: Handelt es sich um gleiche Zeitpunkte der Probenentnahme? Wurde ein standardisierter Anpressdruck verwendet? Sind antimikrobiell beschichtete und unbeschichtete Oberflächen bzgl. Frequentierung, Biofilm, Lichtverhältnisse usw. vergleichbar?

    Fehlende Standardisierungen führen in der Folge zu großen Schwankungen sowie Standardabweichungen und somit zu wenig aussagekräftigen Ergebnissen. Falsche Schlussfolgerungen können die Folge sein.