Innovative kosmetische Wirkstoff-Fasern
Projektleiter: Dr. Frank Wendler
Projektnummer: 49MF220183
Laufzeit: 01.05.2023 – 31.10.2025
Aufgabenstellung
Das Projektziel war die erstmalige Inkorporation einer Kombination aus neuem Carrier und neuem Wirkstoff in eine Lyocell-Faser. Mit den Wirkstoffen Vitamin D3 und Cannabidiol (CBD) in Kombination mit den Carriern Jojobaöl und Aloe Vera bestand die Herausforderung darin, Wirkstoffe mit einer völlig anderen chemischen Grundstruktur zu verwenden. Die gezielte Freisetzung eines Wirkstoffs aus der Faser bzw. den daraus hergestellten textilen Flächen war ein weiterer Gegenstand des Projektes. Die Cell Solution® – Technologie verleiht der Faser ein beträchtliches Carrier-Wirkstoff-Depot im Innern. Gleichzeitig erlaubt die fibrilläre Struktur der Cellulose den Transport sehr geringer Mengen des Wirkstoffs an die Faseroberfläche. Das Zusammenspiel von Depot und Freisetzung verleiht der Faser die gewünschte permanente Funktion über die Lebenszeit des Textils.
Ergebnisse
Grundlegende Untersuchungen waren notwendig für die Herstellung von chemisch/physikalisch stabilen Carrier-/Wirkstoffformulierungen, welche den thermischen, alkalischen und oxidativen Bedingungen während der Spinnlösungsherstellung und der Faserverarbeitung standhalten sowie eine gleichmäßige Verteilung der Wirkstoffe im Prozentbereich über den gesamten Querschnitt der Faser ermöglichen. Vitamin D3 und CBD wurden pulverförmig mit einem Carrier (jeweils Jojoba- und Aloe Vera-Öl) direkt in der Spinnlösung dispergiert. In mehreren Versuchsreihen wurden die Konzentrationsverhältnisse an CBD – Viskositätsvermittler – Schichtsilikat sowie deren Verteilung optimiert. Es konnten Lyocell-Fasern mit hohen Anteilen an Vitamin D3 (ca. 5%) bzw. CBD (7-9%), feinverteilt über den gesamten Faserquerschnitt, hergestellt werden. Neben CBD wurden die Fasern, Garne und Gestricke auf den Gehalt an Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC) analysiert, um eine durchgehende Transparenz von der Faser bis zum Textil abzusichern. Die gemessenen Gehalte an THC lagen in allen Fertigungsstufen unterhalb der jeweiligen Bestimmungsgrenze von < 0,2% THC.
Bei Inovafil (PT) konnten Garne hoher Feinheit (NM 85) mit einem Wirkstofffaseranteil von 30% hergestellt werden. Mit der NOON GmbH wurden aus diesen Garnen mittels Seamless-Maschinentechnologie Textilstrukturen (body mapping) entwickelt, die einen gesteuerten und verstärkten Wirkstoff-Haut-Transfer ermöglichen. Mittels Martindale-Tests konnte der Transfer Textil – Kunsthaut nachgewiesen werden. Die plattierten Seamless-Gestricke ergaben einen Wert von ca. 0,7 mg/m2.
Anwendung
Es wurden erste Prototypen (T-Shirt, Leggins) bei der NOON GmbH hergestellt, in denen das CBD-Garn in den Kleidungsstücken strategisch so platziert wurde, dass es sich an den Muskelgruppen ausrichtet (siehe Abb.). Schmerzen und Entzündungen, die durch körperliche Aktivitäten verursacht werden, können reguliert und reduziert werden. Das Verfahren ist zum Patent angemeldet.
