Dovezi noi despre eficacitatea antimicrobiană a cuprului

biofilm.jpg
Efectul de pe suprafeţele uscate nu trebuie confundat cu efectele cuprului într-un mediu umed.

În Europa, unul din 14 pacienţi contractează o infecţie nosocomială în timpul şederii în spital. Acest lucru cauzează aproximativ 147000 decese anual. Un studiu clinic terminat recent, a demonstrat încă o dată, că materialele din cupru solid -în condiții atmosferice (de exemplu, pe suprafeţe tactile ca mânerele uşilor)- pot reduce durabil încărcarea cu germeni şi prin urmare, rata de infectare. Oricât de pozitiv ar fi acest rezultat pentru suprafeţele tactile, instalatorii şi proiectanţii ar trebui să fie conştienţi de faptul, că zonele cu apă potabilă trebuie clar distinse: cuprul are într-adevăr proprietăţi igienice pentru apa potabilă, dar cu toate acestea, nu toate modurile de acţiune antimicrobiană ale cuprului se aplică aici. Prin urmare, spre deosebire de cazul descris mai sus, puterea antimicrobiană a cuprului are limitele ei în apa potabilă.

De mulți ani, numeroase studii clinice şi teste de laborator încearcă să stabilească, în ce măsură  materiale antimicrobiene din cupru solid (nu învelişurile) pot adăuga o componentă în lupta împotriva germenilor spitaliceşti periculoşi, cum ar fi MRSA. Utilizarea elementelor din aliaje de cupru, cu un conţinut mai mare de 65% cupru, poate dezactiva germeni periculoşi, care ar putea cauza infecţii dăunătoare vieţii, în special la pacienţii vârstnici sau slăbiţi - acesta fiind un fapt demonstrat. Cercetări efectuate recent în spitale din SUA, au arătat, că aliajele din cupru antimicrobian pot ajuta chiar la reducerea ratelor de infecţie. În acest studiu, au fost observate două grupuri de pacienţi din saloanele unui spital, echipate diferit (cu și fără suprafețe de cupru): la pacienții din saloanele cu obiecte din aliaje de cupru antimicrobian, rata infecțiilor dobândite în spital s-a redus cu 58% față de pacienții care se aflau în saloanele "non-cupru" [1].

amc_bed_1.jpg

 

Mecanismul biologic şi antimicrobian al acţiunii cuprului -parţial elucidat

Biochimişti de la Universitatea din Berna (Elveția) și cercetători de materiale de la Universitatea din Saarland (Germania) au reuşit să demonstreze, de ce bacteriile mor pe suprafețele din cupru. Practic, în condiții atmosferice uscate (ca în studiile clinice descrise mai sus), echipa a observat în studiile lor de laborator, că bacteriile sunt inhibate și în cele din urmă distruse, mult mai rapid decât în cazul celor descrise anterior, ori de câte ori ajung în contact direct cu suprafața metalică de cupru. [2]. Se presupune că, în aceste condiții atmosferice, membrana celulei bacteriene este slăbită sever la contactul cu materialul și astfel se creează condițiile pentru etapele ulterioare de distrugere ale celulei. Se presupune şi faptul că sunt implicate procese electrochimice complexe între placa de cupru și germenii de pe suprafața sa. O astfel de suprafață de cupru, funcționează aproape ca un catalizator. Ulterior, mecanisme bazate pe ioni din interiorul celulei, printre altele, conduc la distrugerea finală a germenilor.

 

 Lucrurile stau diferit în domeniul apei potabile

O comparație a conexiunilor descrise mai sus pentru mediile atmosferice şi cele apoase, ca apa potabilă, arată că proprietățile igienice ale cuprului sau a multor aliaje de cupru solid, pot varia foarte mult, în funcție de interacțiunea diverselor procese și de condițiile externe.

Într-un mediu umed, contactul direct al microorganismelor cu materialul este (de obicei) absent, prin urmare, doar ionii de cupru îşi pot desfășura efectul. Conform cunoștințelor actuale, eficacitatea antimicrobiană depinde de concentrația cupru-ion în apă [3], utilizând fie dispozitive speciale de cupru-ion (tehnica de ioni cupru-argint) [4] sau orice altă sursă de cupru. În ceea ce privește ţevile din cupru, ne putem referi la literatura de specialitate [5, 6]. Mai ales pentru această aplicație, cu toate că este la fel de important să fie luate în considerare diversele interacţiuni chimice dintre cuprul pur, componentele care formează stratul de acoperire și a apei potabile în sine.

Deși toate bacteriile au nevoie de o cantitate minimă de cupru ca oligoelement vital, se închide metabolismul lor de reproducere peste o anumită densitate specifică de ioni de cupru. Din punct de vedere al igienei apei, reducerea ratei de reproducere bacteriană la zero, înseamnă că nu se ajunge la o densitate de germeni care ar fi suficientă pentru a provoca o infecție de P. aeruginosa sau L pneumophila. Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul, că cercetările recente ale altor grupuri de lucru au arătat, că stoparea reproducerii bacteriene nu este egală cu distrugerea sau eliminarea totală a bacteriilor sau chiar lipsa lor. De aceea, puterea antimicrobiană a ionilor de cupru în apa potabilă este cel puțin parţial limitată la funcția de inhibitor al creșterii bacteriene; un efect de "sterilizare" nu poate fi  așteptat. În acest context, rolul biofilmului în instalațiile de uz casnic este foarte interesant. Rezultatele a două proiecte de cercetare germane, sponsorizate de către Ministerul Federal al Educației și Cercetării din Germania (Bundesministerium für Bildung und Forschung sau BMBF) și DVGW, cu sprijinul industriei, oferă o înțelegere mai profundă a proceselor complexe la interfața dintre cupru, apa potabilă și germenii patogeni.

biofilm_in_een_drinkwatervoorraadvat.jpg

 

Cu privire la rolul igienic al cuprului în instalațiile de uz casnic şi faptele descrise mai sus, devine clar, că până acum multe date concrete au fost amestecate cu o mulțime de pseudo-informații, pur și simplu din cauza lipsei de informații. Desigur, cuprul este un material foarte potrivit și igienic pentru ţevi, inclusiv ţevi care transportă apă potabilă. Cu toate acestea, au existat cazuri în care s-au găsit concentrații mari de germeni în pofida utilizării ţevilor de cupru. Acestea pot fi foarte rare în comparație cu alte materiale, dar trebuie constatat faptul, că ţevile din cupru singure nu pot oferi o protecție completă împotriva infecțiilor care se formează în apă. Un instalator conștiincios ar trebui să comunice aceste fapte - fără să aibă nevoie de scuze cu privire la proprietățile igienice foarte bune ale cuprului.

Comunicarea responsabilă include şi o trimitere la respectarea normelor general recunoscute ale tehnologiei (Allgemeine anerkannte Regeln der Technik sau AaRdT). Acest lucru este valabil atât pentru proiectarea și funcționarea instalațiilor tehnice. AaRdT, adică colecţia regulilor în cauză, a fost întotdeauna aplicată, dar cu noul regulament cu privire la apa potabilă, cel puțin în Germania (poate şi în alte țări), a căpătat acum aproape un caracter juridic. În cazul în care regulile AaRdT nu sunt respectate, ţevile instalaţiilor nu pot fi protejate durabil împotriva contaminării microbiene, indiferent de materialul utilizat.

 

Suprafeţe uscate

Pentru suprafețele uscate din aliaje speciale de cupru antimicrobian - concepute pentru a fi utilizate împotriva unor organisme patogene transferate prin contact cu pielea - eficacitatea reducerii germinale nu poate fi explicat în totalitate prin disponibilitatea ionilor. După cum s-a menționat mai sus, ipoteza  este că o combinație de procese fizice și biologice, care au loc în parte consecutiv și în parte într-un mod cuplat, declanșează - în funcție de condițiile experimentului - eliminarea foarte rapidă a germenilor de pe suprafețele de contact.

Spre deosebire de modernizarea chimică - aplicată în mare parte la procesele de învelire a unor materiale non-antimicrobiene - produsele fabricate din aliaje de cupru antimicrobian sunt și rămân puternic antimicrobiene, atât pe suprafața produsului cât și sub suprafaţă. Astfel, un dezavantaj major al proceselor de învelire poate fi evitat: pierderea suprafeței active prin daunele aduse cu îmbătrânirea materialului, cauzată de frecare sau zgâriere [7]. Cercetările curente se bazează pe cooperarea intensă și de lungă durată între diferite instituții de cercetare și instituţiile specializate pe cupru din cadrul rețelei Copper Alliance pe plan global. Inițial, diverse instituţii de cupru au fost abordate separat de specialiștii de igienă, pe tema răspândirii accelerate a unor tulpini bacteriene rezistente la antibiotice. Intenția a fost și este de a găsi modalități eficiente de stopare a răspândirii unor astfel de microorganisme al căror potențial infecțios nu mai poate fi controlat - sau doar într-o măsură foarte limitată. Indiferent de cercetările referitoare la cupru [8], toate măsurile de reducere a germenilor trebuie să fie considerate ca parte al unui sistem multi-barieră în spitale. Igiena mâinilor în spitale are prioritate în acest sens, urmată de aderarea spitalelor la protocoale adiționale de igienă. Cu toate acestea, se produce o simbioză importantă din interacțiunea sinergică a proceselor de dezinfecție aplicate și utilizarea proprietăților materialelor antimicrobiene.

Dezinfectanții de suprafață au avantajul de a elimina foarte rapid germenii (de sus în jos), dar limitarea acestora constă în faptul că efectul lor este de scurtă durată. Rezultatul - re-contaminarea și răspândirea foarte rapidă a germenilor - poate fi controlată prin utilizarea unui material antimicrobian de suprafață, cu un efect durabil (de jos în sus).

 

Referinţe:

[1] Salgado et al. (2013): Copper Surfaces Reduce the Rate of Healthcare-Aquired Infections in the Intensive Care Unit. Infect Control Hops Epidemiol 34 (5), 479-486

[2] S. Mathews, M. Hans, F. Mücklich, M. Solioz: Contact Killing of Bacteria on Copper Is Suppressed if Bacterial-Metal Contact Is Prevented and Is Induced on Iron by Copper Ions. April 2013, Volume 79, Number 8, Applied and Environmental Microbiology, p. 2605–2611

 [3] Borella, P., Montagna, M. T., Romano-Spica, V., Stampi, S., Stancanelli, G.,

Triassi, M., Neglia, R., Marchesi, I., Fantuzzi, G., Tatò, D., Napoli, C., Quaranta,

G., Laurenti, P., Leoni, E., De Luca, G., Ossi, C., Moro, M., Ribera, D`Alcalà, G.

(2001): Legionella infection risk from domestic hot water. Emerg. Defect. Dis. 10 (3):457-64

[4] Block, S. S. (2001): Disinfection, Sterilization and Preservation (5th ed.). Lippincott

Williams & Wilkins pp 423-424

[5] Lehtola, M. J., Miettinen, I. T., Keinämen, M. M., Kekki, T. K., Laine, O., Hirvonen,

A., Vartiainen, T. & Martikainen, P. J. (2004): Microbiology, chemistry and

biofilm development in a pilot drinking water distribution system with copper

and plastic pipes. Water Res. 38 (17): 3769-79

[6] v. d. Kooji, D., Veenendaal, H. R. & Scheffer, W. J. (2005): Biofilm formation

and multiplication of Legionella in a model warm water system with pipes of copper,

stainless steel and cross-linked polyethylene. Water Res. 39 (13):2789-98.

[7] Deutsches Kupferinstitut (2010): Antimikrobielle Kupferlegierungen – Neue

Lösungen für Gesundheit und Hygiene.

[8] Grass, G., Rensing, C. & Solioz, M. (2011): Metallic Copper as an Antimicrobial

Surface. Appl. Environ. Microbiol.77 (5): 1541-1547

Share >

Ştiri, actualităţi
kep_3.jpg
În trecut, ca și în prezent, instalațiile din contrucții au fost legate între ele prin conducte. Conductele fac parte din viața noastră cotidiană, deoarece prin ele ajunge la noi sursa indispensabilă vieții, apa potabilă. Putem alege dintre numeroși producători renumiți, dintr-o gamă atât de largă de produse, încât ne este foarte greu să alegem. La baza articolului stă un studiu prezentat la Universitatea Pollack Mihály din Pécs (Ungaria), Facultatea de Inginerie Mecanică.
19/05/2016
Publicaţii
indrumator_pentru_instalatori.jpg
Ghidul de execuţie a instalaţiilor din ţevi de cupru vine în ajutorul instalatorilor la executarea sistemelor de instalaţii sanitare, instalaţii de încălzire centrală, instalaţii de alimentare cu gaze naturale, instalaţii de alimentare cu combustibil lichid, instalaţii de aer comprimat, etc.
01/12/2014