TY - THES A1 - Tewes, Thomas T1 - Entwicklung einer Methode zur Identifizierung von Mikroorganismen über Raman-Spektroskopie N2 - Zielstellung: Das Ziel dieser Arbeit war es, eine Methode zur Identifizierung von Mikroorganismen über Mikro-Raman-Spektroskopie zu entwickeln. Dafür musste zunächst eine Methode gefunden werden, um Spektren verschiedener Mikroorganismen mit ausreichender Qualität zu erhalten. Im Anschluss sollte die Datensammlung erfolgen, bei der möglichst viele repräsentative Spektren gesammelt werden. Mit den Daten mussten danach Modelle zur Vorhersage unbekannter Raman-Spektren entwickelt werden, was eine entsprechende Datenvorbehandlung voraussetzte. Um die Praxistauglichkeit der Modelle zu prüfen, sollten diese auf Spektren von Proben angewandt werden, die nicht in den Kalibrationssets enthalten waren. Neben der Entwicklung der Methode und der Vorhersagemodelle, sollten auch verschiedene Einflüsse der Analysebedingungen berücksichtigt werden. Methoden: Neun verschiedene Mikroorganismen, die aus kryokonservierten Reinkulturen stammten, wurden bei 30 °C für 24 Stunden auf Trypton Soja Agar (TSA) bebrütet. Die Spektrenaufzeichnung erfolgte bei einer Anregung von 633 nm über ein konfokales Raman-Mikroskop der Firma Renishaw. Sowohl die Datenvorbehandlung (Basislinienkorrektur, Glättung, Normalisierung, Hauptkomponentenanalyse (PCA)), als auch die Modellentwicklung, erfolgte über die Software MATLAB. Es wurden verschiedene Klassifikationsverfahren angewandt, um ein Modell mit möglichst guter Leistung zu finden. Ergebnisse: Für die Entwicklung der Kalibrationsmodelle wurden insgesamt 2953 Raman-Spektren von neun verschiedenen Mikroorganismen gesammelt. Störungen durch Fluoreszenz wurden durch Vorbestrahlung von bis zu 15 Minuten ausgebrannt. Die Modelle basierend auf der Quadratischen Diskriminanzanalyse (QDA), dem k-Nächster-Nachbar-Algorithmus (kNN) und der Support Vector Maschine (SVM), wurden mit verschiedener Anzahl an Hauptkomponenten und einer fünffachen Kreuzvalidierung erstellt. Die theoretischen Vorhersagegüten belaufen sich bei den genauesten Modellen auf 99,0 % (QDA), 99,1 % (kNN) und 99,7 % (SVM). Für die praktische Validierung wurden für jeden Mikroorganismus 100 weitere „unbekannte“ Spektren gesammelt. Die Vorhersagegenauigkeiten in der Praxis belaufen sich auf 98,1 % (QDA), 97,1 % (kNN) und 97,0 % (SVM). Diskussion: Eine zuverlässige Identifizierung der in dieser Arbeit untersuchten Mikroorganismen konnte über alle verwendeten Klassifikationsverfahren erreicht werden. Auf Stamm-ebene erzielt die SVM in der Praxis die genauesten Ergebnisse, jedoch nicht bei den restlichen Mikroorganismen. Die QDA erzielt in der Praxis etwas genauere Vorhersagen als das kNN-Modell, jedoch basiert das kNN-Modell mit der besten Leistung auf den wenigsten Hauptkomponenten. Dies kann als Vorteil angesehen werden, da weniger Dimensionen zur erfolgreichen Klassifizierung in der Regel robustere Modelle in der Praxis bedeuten. N2 - Objective: The objective of this work was to develop a method for the identification of microorganisms via micro-Raman spectroscopy. First, a method was established to obtain spectra of sufficient quality for various microorganisms. Subsequently, the data collection was performed, in which as many representative spectra as possible were collected. Afterwards, models for the prediction of unknown Raman spectra were developed with the data, which required a corresponding data pre-treatment. To test the practicability of the models, they were applied to spectra of samples that were not included in the calibration sets. In addition to the development of the method and the predictive models, different influences of the analysis conditions should also be considered. Methods: Nine different microorganisms from cryopreserved pure cultures were incubated at 30 °C for 24 hours on tryptone soy agar (TSA). The spectra were obtained at 633 nm excitation via a confocal Raman microscope from the company Renishaw. Both the data pre-treatment (baseline correction, smoothing, normalization, principal component analysis (PCA)) and the model development were carried out using the MATLAB software. Various classification methods were used to determine the model with the best possible performance. Results: For the development of the calibration models 2953 Raman spectra of nine different microorganisms were collected. Disturbances by fluorescence were bleached out by pre-irradiation for up to 15 minutes. The models based on quadratic discriminant analysis (QDA), the k-nearest neighbor algorithm (kNN), and support vector machine (SVM) were created with different numbers of principal components and using a five-fold cross-validation. The theoretical prediction accuracies for the most accurate models are 99.0 % (QDA), 99.1 % (kNN) and 99.7 % (SVM). For practical validation, 100 more "unknown" spectra were collected for each microorganism. The accuracies of the prediction in practice are 98.1 % (QDA), 97.1 % (kNN) and 97.0 % (SVM). Discussion: All classification methods used in this thesis identified reliably the investigated microorganisms. At strain-level, SVM achieves the most accurate results in practice, but not with the remaining microorganisms. In practice, QDA achieves slightly more accurate predictions than the kNN-model. However, the kNN-model with the best performance is based on the lowest number of principal components. This can be considered as an advantage, because using less dimensions for successful classification usually means more robust models in practice. KW - Mikro-Raman-Spektroskopie KW - Mikroorganismen KW - Identifizierung KW - HeNe-Laser 633 nm KW - Fluoreszenz KW - Raman-Spektroskopie KW - Hochschule Rhein-Waal Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-3212 ER - TY - THES A1 - Hoffmann, Annika T1 - Prüfung eines Anlagenreinigungsprozesses in der Kosmetikindustrie und vergleichende Analyse der Wirksamkeit der eingesetzten Reinigungsmittel und Desinfektionsmittel N2 - Kosmetika haben einen hohen Stellenwert in unserer heutigen Gesellschaft und der pro Kopf Konsum der immer vielfältiger werdenden Produkte wächst stetig an. Um einen hohen Sicherheits- und Qualitätsstandard des Kosmetikums zu gewährleisten, ist die Sauberkeit der Produktionsanlage fundamental [IKW, 2019; DIN EN ISO 22716: 2008]. Die chemischen und mikrobiologischen Parameter, welche das Reinigungsergebnis beeinflussen, wurden am Beispiel der Tubenabfüllanlage der bb med. product GmbH untersucht und bewertet. Die chemische Rückstandsanalyse, welche mittels pH-Wert Messung der letzten Spülflotte durchgeführt wurde, diente dem Nachweis von Peressigsäurerückständen. Die Messergebnisse lieferten keinen Verdacht auf gesundheitsgefährdende Rückstände in der Produktionsanlage. Der mikrobiologische Zustand der Anlagenoberflächen wurde mittels Tupferverfahren überprüft. Die Auswertung zeigte, dass die Oberflächenkeimzahl gegenüber dem Richtwert um ein Vielfaches erhöht war. Die Wirksamkeit der eingesetzten Prozesschemikalien wurde in praxisnahen Versuchen ermittelt, bei denen Polyvinylchlorid-Oberflächen und Edelstahloberflächen artifiziell mit verschiedenen Matrices aus Sheabutter und Rinderblutserum kontaminiert wurden, in welche die Prüfkeime Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa eingebettet wurden. Die Simulation verschiedener Anwendungsbedingungen zeigte signifikante Korrelationen zwischen dem Reduktionsfaktor, der Beschaffenheit des Oberflächenmaterials und der Art der Anschmutzung. Auf Edelstahl ließen sich konstant höhere Reduktionen erzielen als auf den PVC-Oberflächen. Des Weiteren konnte die fetthaltige Sheabutter Kontamination mit einer verminderten Wirksamkeit der Reinigungsmittel und insbesondere der Desinfektionsmittel assoziiert werden. Der zusätzliche Einfluss mechanischer Energie trug nicht eindeutig zur Steigerung der Reduktionsleistung bei. Zwischen den geprüften Desinfektionsmitteln auf der Basis von Glutaraldehyd, Isopropanol und Peressigsäure konnten keine signifikanten Wirkungsunterschiede festgestellt werden. Das alkalische Reinigungsmittel, welches auf Alkohol- und Alkoholethoxylatbasiert, wies in einigen Versuchsreigen mit P. aeruginosa eine signifikant höhere Wirksamkeit als Sodium-Laureth-Sulfat und Sodium-Coco-Sulfat auf. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-5378 ER - TY - THES A1 - Marx, Clara T1 - Untersuchungen zur Hygiene in städtischen Kitas unter besonderer Berücksichtigung von Lebensmittelkontaktflächen N2 - Das Ziel dieser Arbeit war, verschiedene Faktoren zu identifizieren, die einen Einfluss auf die Keimbelastung in Küchen von Kindertagesstätten (KiTa) haben können. Dazu wurden in 28 städtischen KiTas Abklatschproben von Arbeitsoberflächen (AO) und Trockentüchern (TT) genommen, wobei TSA und MacConkey-Agar verwendet wurde. Die Proben wurden anschließend bebrütet und die Ergebnisse statistisch ausgewertet. Drei Faktoren hatten einen geringfügig signifikanten Einfluss auf die Gesamtkeimzahl (GK). Diese drei Faktoren waren das Reinigen der Arbeitsoberflächen nach jedem Arbeitsschritt (Einfluss auf GK TSA/MacConkey, AO), der Zeitpunkt der Beprobung nach 12 Uhr (Einfluss auf GK TSA, TT) und eine Waschtemperatur von über 60°C (Einfluss auf GK TSA, TT). Wobei letzterer Zusammenhang zwecks fehlender Evidenz eventuell als falsch positiv gewertet werden muss. Der Zutritt für Kinder zur Küche erwies sich als stark signifikanter Einflussfaktor (p<0,05) auf die Gesamtkeimzahl an Enterobacteriaceae (d.h. KbE auf MacConkey-Agar) auf den Arbeitsoberflächen. Durch die Ergebnisse der Arbeit konnte die Notwendigkeit für Hygiene-Schulungen unterstrichen werden, die nicht nur das Küchenpersonal, sondern auch Erzieher und vor allem Kinder mit einbeziehen. Zudem konnte gezeigt werden, dass übermäßiges Reinigen der Oberflächen eher zu einer Erhöhung der Keimzahl führt als zu einer weiteren Verringerung, was vermutlich vor allem auf einen erhöhten Eintrag von Keimen über Putzutensilien zurückzuführen ist. Alle verwendeten Materialien sollten daher bei Verwendung immer in einwandfreiem Zustand sein. KW - Lebensmittel KW - Hygiene KW - Kindergarten Y1 - 2020 ER - TY - THES A1 - Wagner, Katja T1 - Einfluss der Versorgung von Coronapatienten auf die Prävalenz und Übertragungsrate von multiresistenten Erregern N2 - Einleitung: Das neuartige SARS-CoV-19 Virus hat weltweit zu einer Bedrohung der öffentlichen Gesundheit geführt. Nun stellen nicht nur die MRE in den Krankenhäusern ein Problem dar. Methoden: Es wurden die positiv getesteten SARS-CoV-2 Proben und die positiv getesteten MRE Proben retrospektiv vom 01.01.2018 bis zum 31.05.2022 ausgewertet. Mittels den Belegungszahlen wurden die Prävalenzen der MRE berechnet. Die Übertragungsrate wurde anhand der nosokomialen Fälle berechnet. Die Jahre 2018 und 2019 stellen die Prävalenz von MRE vor der COVID-19 Pandemie dar. Die Jahre 2020,2021 und 2022 (bis Mai) demonstrieren die Prävalenz von MRE während der COVID-19 Pandemie. Ergebnisse: Die durchschnittliche MRSA Prävalenz vor der COVID-19 Pandemie lag bei 0,66%, während der Pandemie lag sie bei 0,52%. Die durchschnittliche Übertragungsrate von MRSA lag vor der Pandemie bei 4,55%, während der Pandemie lag sie bei 5,64%. Die Prävalenz von VRE lag im Schnitt vor der Pandemie bei 0,48%, während der Pandemie lag sie bei 0,56%. Die Übertragungsrate von VRE lag im Schnitt vor der Pandemie bei 57,98%, während der Pandemie bei 52,79%. Im Durchschnitt lag die 4MRGN Prävalenz vor der Pandemie bei 0,04% und während der Pandemie lag sie bei 0,06%. Die Übertragungsrate von 4MRGN lag im Durchschnitt vor der Pandemie bei 43,47% und während der Pandemie bei 17,29%. Fazit: Die Prävalenz von MRSA ist insgesamt gesunken, jedoch ist die Übertragungsrate von MRSA während der Pandemie gestiegen. Die Prävalenz und Übertragungsrate von VRE verhält sich asynchron. Beim VRE ist die Prävalenz gestiegen und die Übertragungsrate gesunken. Die Prävalenz von 4MRGN hat während der Pandemie leicht zugenommen, während die Übertragungsrate stark zurückgegangen ist. Nach dieser Studie hat die Versorgung von Coronapatienten einen Einfluss auf die Prävalenz und Übertragungsrate von MRE. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-16029 ER - TY - THES A1 - Maier, Franziska T1 - Komparative Analyse von Literaturdaten und Herstellerangaben zur Effektivität antimikrobiell ausgerüsteter Oberflächen N2 - Die schnelle Ausbreitung von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und Viren kann äußerst schädlich sein und zu saisonalen Epidemien führen. Darüber hinaus können diese Mikroorganismen Lebensmittel und wichtige Materialien verunreinigen, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt. Um die Ausbreitung von Mikroorganismen zu verhindern, ist es wichtig, die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Mikroben und Oberflächen zu verstehen, die zu deren Anhaftung und Wachstum führen. Ein solches Verständnis ist entscheidend für die Entwicklung antimikrobieller Oberflächen. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze und Produkte zu den antimikrobiellen Oberflächen untersucht und Oberflächeneigenschaften mit antimikrobiellen Aktivitäten in Beziehung gebracht und analysiert. Eine Gegenüberstellung der wichtigsten Hersteller von antimikrobiellen Oberflächen und deren Technologien wird durchgeführt und mit aktuellen wissenschaftlichen Studien belegt. Die Übersicht konzentriert sich auf die physikalische und chemische Modifizierung der Oberflächen, um die Benetzbarkeit, die Oberflächentopografie und die Oberflächenladung zu modulieren und so die Adhäsion, das Wachstum und die Vermehrung von Mikroben zu hemmen. Darüber hinaus werden die Anwendungsgebiete von antimikrobiellen Oberflächen dargestellt. Die allgemeinen Erwartungen an eine antimikrobielle Oberfläche sind hoch, da sie die Anhaftung und das Wachstum von pathogenen Mikroben wirksam verhindern und langlebig sind. Sie sollen sicher für Mensch und Umwelt und möglichst kostengünstig sein. Bislang wurde das Design antimikrobieller Oberflächen zumeist nach dem Zufallsprinzip durchgeführt, ohne dass für jede Designstrategie robuste Struktur-Aktivitäts-Beziehungen oder die beabsichtigte Verwendung eines bestimmten antimikrobiellen Materials berücksichtigt wurden. Darüber hinaus werden in der vorliegenden Arbeit die wichtigsten Erkenntnisse der Systeme zur Entwicklung antimikrobieller Oberflächen kritisch diskutiert, ebenso wie die Grenzen der aktuellen Forschung und die Lücke, die noch geschlossen werden muss, bevor diese Ansätze in der Praxis umgesetzt werden können. KW - Effektivität antimikrobiell ausgerüsteter Oberflächen KW - Antimikrobielle Oberfläche Y1 - 2022 ER - TY - THES A1 - Özkök, Gül T1 - Molekularbiologische Untersuchungen von Vibrio spp. auf das Vorhandensein von mobilen mcr-Genen und deren Klassifizierung N2 - Vibrio spp. sind gramnegative Bakterien, die überwiegend in aquatischen und marinen Lebensräumen vorkommen. Sie umfassen >139 Spezies, von denen 12 Spezies als humanpathogen gelten. Diese unterschiedlichen pathogenen Spezies verursachen verschiedene Erkrankungen und sind vom Tier auf den Menschen übertragbar. Durch den Einsatz von Antibiotika steigt die Anzahl resistenter Bakterien rasant an. Im Jahr 2015 wurde erstmals ein Colistin-Resistenz-vermittelndes mcr-1 Gen in einem E. coli identifiziert. Seither wurden rückblickend viele Isolate ermittelt, die mcr-Gene tragen (mcr-1 bis mcr-10). Seit 2016 gilt Colistin als „Critically Important Antimicrobial“ und dient als „Last Resort Antibiotica“, daher ist die Bewertung von mcr-Genen sehr bedeutsam. Ziel dieser Untersuchung war es, 67 Vibrio-Isolate auf das Vorhandensein von mcr-Genen zu untersuchen. Zu Beginn erfolgte eine Speziesidentifikation der Isolate mit Hilfe der MALDI-TOF MS und eine MHK-Analyse, um die MHK-Werte gegenüber Colistin zu ermitteln. Anschließend wurden die Isolate für die MiSeq-Sequenzierung vorbereitet. Dazu zählten die Verfahren der DNA-Extraktion und der Library Preparation, wobei in mehreren Schritten die Konzentrationen der DNA mittels Qubit und die DNA-Längen mit dem LabChip gemessen wurden. Nach der Sequenzierung folgte die bioinformatische Auswertung, durch die unter anderem die Sequenzauswertung, die Speziesidentifikation und die Auswertung von Resistenzgenen erfolgte. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ein Vibrio-Isolat mit einem mcr-Gen identifiziert werden; dieses trug zusätzlich die Resistenzgene almG, eptA, lpxN und gspIEF. Es handelt sich um ein mcr-4 Gen in einem Plasmid, welches bisher nicht beschrieben ist. Das Plasmid trägt katalytische Domänen von Mobilitäts-Genen, die weder durch die NCBI-Datenbank noch durch andere Tools detektiert werden konnten. Folglich kann keine Risikoabschätzung bezüglich der Transferabilität des Plasmids erfolgen. Zusätzlich zu diesem Ergebnis konnten putative neue chromosomale Resistenzgene ermittelt werden, die eine hohe Ähnlichkeit zu den bisher bekannten mcr-Genen aufweisen. Eine weiterführende Analyse hinsichtlich des unbekannten Plasmids und der möglichen neuen Resistenzgene erfolgt. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-16148 ER - TY - THES A1 - Yotov, Nikola Vladislavov T1 - Development of programmes to investigate the antimicrobial efficacy of domestic dishwashers N2 - Dishwashers have undergone a drastic change both in design and programme variation since their conception. Trends in water and energy conservation, as well as the public perception of topics such as environment protection, have pushed for a dishwashing service that delivers highly efficient cleaning while remaining ecologically friendly. Over the years, different methods have been used to assess the combined effects of different factors that play a role in the antimicrobial efficacy of domestic dishwashers. However, the extent of their individual capabilities remained unknown, as no factor could be tested separately with the commercially available settings. With the aid of a dishwasher with programmable parameters, a method was developed that would allow for the testing of the different factors in a way that separates their microbicidal activities from one another as much as possible. The work of cleaning agents was excluded from any trials, as they are expected to only benefit the microbial reduction. Furthermore, the methodology used in this thesis work presents an opportunity to investigate the energy consumption levels of different steps in traditional dishwashing processes and find potential targets for future reduction in water and energy usage. The study discovered that mechanical action, water quantity and the duration of the main cleaning cycle induce an equal reduction of around 4 logarithmic steps, when tested at room temperature. The main source of energy consumption during these experiments was found to be the spray arm pump with values 0.06 and 1.27 Wh per minute for the lowest and highest setting tested, respectively. The temperature increases caused the largest change in both logarithmic reduction and energy consumption. The highest achieved logarithmic reduction occurred during tests with a cleaning temperature of 75 ℃, with the value being roughly doubled to that of the tests at room temperature. The energy consumption values also drastically increase to a mean of 37 Wh during the heating part of the cycle. Overall, this method shows potential for discovering a combination of settings that can reduce the general energy consumption while retaining the antimicrobial efficacy of current programmes. KW - Microbiology KW - Domestic hygiene KW - Dishwasher KW - Mikrobiologie KW - Haushaltshygiene Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-13238 ER - TY - THES A1 - Mooren, Timo T1 - Sample Collection Method for a Dispenser-Integrated Germ Detection System in the field of Hand Hygiene N2 - This bachelor thesis validates a demonstrator that had a sample collection method for a dispenser-integrated germ detection system in the field of hand hygiene. In addition, the temperature of the hand was analysed; this was taken from previous work by T.Mooren. The first task was to validate a different spray nozzle. Eight nozzles were analysed by their spray patterns and ranked. Further experiments were carried out with the highest ranked spray nozzle. Subsequently, an attempt was made to prove whether bacteria could be washed off. This was done with an experimental setup to simulate washing off the palm of the hand, realised in the frame scope of this work. Calibrated glass slides with and without bacteria were used to enable localisation of the same bacterial areas before and after. Afterwards, this procedure was expanded to analyse the behaviour of soap and foam bacteria. The drip tray was changed to obtain a high number of bacteria into the sensing device. An excellent visual representation had to be achieved, so a mini-microscope was used in the demonstrator. This mini-microscope was able to capture and display images of the washed-off bacteria sample generation visually. Different lenses and that securitisation versions were tested for the microscope. Within this, the resolution of the pixels could be improved. Also, the comparison between two different objectives were evaluated. A complete electronic system was then integrated into a disinfection dispenser. This included a Raspberry-Pi and microcontroller for programming and controlling the system. Other components were the mini-microscope, a pump, LED-strips, two-infrared sensors for temperature measurements and an LCD-screen for visualisation. Finally, a fully functional system was presented to the funding agency the VDI/VDE-IT and to the employees of Ophardt Hygiene AG. The system was able to wash bacterial samples from a hand or a slide and display them visually with a microscope; the temperature of the hand was taken too. This 1st demonstrator of the project will be set up soon for Ophardt Hygiene AG employees to test at the building entrance in order to valuate long-term stability and user-friendliness. Data for the further project phases will be collected and determined there. KW - Germ detection system KW - Keim Erkennung Y1 - 2022 ER - TY - THES A1 - Geurts, Nick T1 - Photodecompostion of Sodium Dodecyl Sulfate Using a UV/H2O2 Reactor with Ultraviolet-C Light Emitting Diodes N2 - Anionic surfactants are used in many common household products, such as dishwashing detergents or soaps. Sodium dodecyl sulfate (SDS) is one of the most prominent surfactants and can cause substantial damage to the environment. Removal from wastewater is therefore a significant problem. This thesis investigates the photochemical decomposition of SDS using ultraviolet-c light emitting diodes (UV-C LEDs) and hydrogen peroxide. The experiments were performed with a surfactant concentration of 10 mg L which is actually found in wastewater after hand washing. Direct exposure to UV radiation to destroy organic compounds is generally seen as inefficient and consumes a large amount of energy. Adding hydrogen peroxide significantly increased the destruction rate due to the UV-induced formation of hydroxyl radicals. It was also investigated how the effectiveness of the reactor can be further increased. The use of a photocatalyst (titanium dioxide) improved the removal efficiency of SDS substantially. The data generated in this work indicates that using UV-C LEDs in a UV/H2O2 reactor works, and the process was significantly more efficient than only UV radiation. The ease of handling the diodes and implementing them into the reactor offers a significant advantage over other light sources. The standard SDS determination method is known to be very time-consuming. Therefore, a new approach was developed. This technique works faster than the commonly used one and has a low standard deviation. Photodecomposition of the investigated impurity is possible. In the future, development will concentrate on the realisation and system integration of UV/H2O2 reactors, as a common technology in the product family of OPHARDT Hygiene AG. KW - Advanced oxidation processes KW - Hydrogen peroxide KW - Sodium dodecyl sulfate KW - Titanium dixoide KW - UV-C LEDs Y1 - 2022 ER - TY - THES A1 - Terhardt, Isabel T1 - Nachhaltiger Sonnenschutz für die Haare: Produktentwicklung und experimentelle Methodenfindung zur Bewertung der Lichtschutzwirkung N2 - Human hair is significantly affected by UV radiation. UVA and UVB radiation in particular cause hair to become drier and more porous, making it more prone to structural damage. These effects can be attributed to the breakdown of the hair protein keratin. Suitable in vitro and ex vivo models were used to demonstrate the degradation of hair keratin by UV radiation and to illustrate this visually using real strands of hair. The aim of this work was to develop physically effective protection for hair against UV radiation and to demonstrate the protective effect of such sunscreen products on hair keratin using a specially developed methodology. In line with the current trend toward “skinification” concepts and formulation approaches from facial care were transferred to the hair care sector. For this purpose, a sun protection spray with modern oil-soluble and water-soluble UV filters was developed. Particular attention was paid to the optimal solution of the UV filters in an aqueous O/W emulsion and the subsequent sprayability of the emulsion in order to be able to apply the product evenly to the hair. The aspect of sustainability also played an important role in the selection of raw materials and the manufacturing process. In vitro tests were performed on specially manufactured keratin-containing agarose plates, irradiated with UV light, and then evaluated photometrically using a BCA assay. The samples treated with the product showed a significantly higher keratin content compared to untreated samples, indicating a protective effect against UV-induced keratin degradation. In addition, ex vivo tests on real hair strands confirmed a positive effect of the product treatment on the appearance and feel of the hair. The methodology developed represents an innovative approach to investigating the protective effect of hair sunscreen products on hair keratin and provides a basis for further research and product development. However, adjustments and optimizations of the formulation are necessary for standardization of the methodology. KW - Hair photoprotection KW - UV induced hair damage KW - Keratin degradation KW - In vitro hair model KW - Keratin agarose plate KW - Protein quantification KW - BCA assay KW - Sunscreen for hair KW - Hair fiber protection KW - UVA UVB irradiation KW - Photostability KW - Cosmetic formulation KW - Sprayable emulsion KW - Sustainable hair care KW - Film former KW - Color fading KW - Hair photodegradation KW - Ex vivo model KW - Protein loss KW - Biomimetic substrate KW - UV exposure assay KW - Spectrophotometric analysis KW - Statistical analysis ANOVA. Y1 - 2026 ER -