Κυριακή, 10 Ιουλίου 2011

Αντιμικροβιακές ιδιότητες του χαλκού



Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες του χαλκού ήταν γνωστές από την αρχαιότητα. Στην Αίγυπτο (2000 π.Χ.) χρησιμοποιούσαν χάλκινα δοχεία για το πόσιμο νερό και χάλκινες επιφάνειες για την απολύμανση τραυμάτων. Ο Ιπποκράτης (400 π.Χ.) χρησιμοποιούσε χαλκό για την απολύμανση ποδιών με έλκη από φλεβίτιδα.Οι Ατζέκοι χρησιμοποιούσαν οξείδιο του χαλκού και πράσινο του μαλαχίτη για διαφόρων ειδών δερματοπάθειες.Στη Γάλλια κατά τη διάρκεια της επιδημίας της χολέρας (1850 μ.Χ.) παρατηρήθηκε ότι οι εργάτες σε ορυχεία χαλκού είχαν ανοσία στη χολέρα.Έρευνα σε πανεπιστημιακό νοσοκομείο στις Η.Π.Α. το 1983 κατέληξε ότι ο αριθμός των μικροβίων Ε.Coli ήταν περιορισμένος σε πόμολα ορείχαλκου σε σχέση με αλλά υλικά (πλαστικό, αλουμίνιο).Έρευνα στο Punjab της Ινδίας κατέληξε ότι τα μικρόβια Ε.Coli είχαν περιοριστεί σημαντικά μετά από 24 ώρες στο νερό μέσα σε ορειχάλκινα δοχεία.Η μάχη ενάντια σε παθογόνους μικροοργανισμούς, παρά τη μέχρι σήμερα χρησιμοποίηση αντιβιοτικών και την εντατικοποίηση των μεθόδων αποστείρωσης, δεν κερδίζεται. Θα πρέπει να προστεθούν νέες μέθοδοι , ώστε να μειωθεί ο εν δυνάμει κίνδυνος κυρίως απόενδονοσοκομειακές λοιμώξεις. Κάθε χρόνο καταγράφονται 50.000 θάνατοι στην Ευρώπη και πάνω από 100.000 στις Η.Π.Α. Συμφώνα με εκτιμήσεις του γερμανικού υπουργείου υγείας παρατηρούνται ετησίως περισσότερο από μισό εκατομμύριο ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις – λοιμώξεις από τις οποίες προσβλήθηκε ο ασθενής κατά την παραμονή του στην κλινική. Στην Ευρώπη βάση στοιχείων του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πρόληψης και Ελέγχου Ασθενειών (ECDC, European Center of Disease Control), τρία εκατομμύρια ασθενούν πανευρωπαϊκά από ενδονοκομειακές λοιμώξεις, εκ των οποίων 50.000 αποβαίνουν μοιραίες . Στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής , βάση των στοιχείων του οργανισμού μολυσματικών ασθενειών (CDC, Central of Disease Control), στα δυο εκατομμύρια ασθενών που έχουν προσβληθεί από ενδονοσοκομειακές μολύνσεις οι εκατό χιλιάδες πεθαίνουν ετησίως.Ένας μεγάλος κίνδυνος προέρχεται από βακτήρια που αντιστέκονται στα αντιβιοτικά, όπως το MRSA ( ανθεκτικό στη μεθυσιλλίνη χρυσίζων σταφυλόκοκκος). Παράλληλα με τον επικείμενο κίνδυνο της ζωής των ασθενών υπάρχει και μια τεράστια οικονομική ζημία που στη Γερμανία μόνο ανέρχεται ετησίως πάνω από ένα δισεκατομμύριο ευρώ. Στις Η.Π.Α. συμφώνα με εκτίμηση του Κέντρου Ελέγχου Λοιμώξεων, οι ενδονοσοκομειακες μολύνσεις κοστίζουν ετησίως περισσότερο από 4,5 δισεκατομμύρια δολάρια. Στην Βρετάνια το Εθνικό Σύστημα Υγείας εκτιμά ότι το κόστος των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων υπερβαίνει το ένα δισεκατομμύριο στερλίνες. Ασθενείς οι οποίοι προσβλήθηκαν από χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο (MRSA) κατά την παραμονή τους στην κλινική μένουν και 4 ημέρες περισσότερο σε νοσοκομειακό κρεβάτι και στοιχίζει επιπλέον 4.000 ευρώ και μπορεί το ποσό αυτό να φτάσει και 20.000 ευρώ. Οι συχνότερες επιπλοκές που παρατηρούνται από ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις είναι πνευμονικά οιδήματα , ουρολοιμώξεις, σηψαιμία και άλλες σοβαρές λοιμώξεις του γαστρεντερικού συστήματος .Το 2002 στις Η.Π.Α. έγιναν 66 σημαντικές ανακλήσεις που αφορούσαν μολυσμένα τρόφιμα άξιας άνω των 80 εκατ. δολαρίων. Οι αριθμοί αυτοί είναι τριπλάσιοι έναντι του 2001. Το Υπουργείο Γεωργίας των Η.Π.Α. αναφέρει ότι περισσότερα από 62.000 περιστατικά μόλυνσης σε τρόφιμα από E. Coli κάθε χρόνο, τα οποία συνεπάγονται ένα ετήσιο κόστος περίπου 660 εκατ. δολάρια. Τα περιστατικά λυστερίασης σε τρόφιμα υπολογίζονται σε 1.600 ετησίως και προκαλούν περισσότερους από 400 θανάτους.Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες του χαλκού είναι γνωστές από το παρελθόν, τελευταίως όμως έχουμε και πειραματικά αποτελέσματα τα οποία επιβεβαιώνουν την προληπτική χρήση του χαλκού και επιλεγμένων κραμάτων αυτού για τον περιορισμό της εξάπλωσης των μικροβίων. Πόμολα και ηλεκτρικοί διακόπτες από χαλκό αποτελούν ένα συμπληρωματικό αποτελεσματικό μέσο για τον περιορισμό της εξάπλωσης επικίνδυνων μικροβίων στα νοσοκομεία. Αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας έρευνας παγκοσμίου ενδιαφέροντος στο νοσοκομείο Ασκληπιός στο Wansbek του Αμβούργου. Κατά την έρευνα τοποθετηθήκαν από το καλοκαίρι του 2008 μέχρι και τον χειμώνα του 2009 στις 2 πτέρυγες του νοσοκομείου πόμολα και μεταλλικές επιφάνειες ώθησης σε πόρτες καθώς και ηλεκτρικοί διακόπτες από κράματα χαλκού. Οι διπλανοί χώροι διατήρησαν τα ήδη υπάρχοντα υλικά στα ίδια σημεία, δηλαδή πόμολα, μεταλλικές επιφάνειες ώθησης σε πόρτες καθώς και ηλεκτρικούς διακόπτες από αλουμίνιο, ανοξείδωτο χάλυβα ή πλαστικό.Επιστήμονες-ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Halle – Wittenberg αξιολόγησαν το πείραμα κάνοντας δειγματοληπτικούς ελέγχους μετρώντας τον αριθμό των βακτηριδίων επάνω στις διαφορετικές αντίστοιχες επιφάνειες. Τα αποτελέσματα έδειξαν μείωση των μικροβίων περισσότερο από το 1/3 σε επιφάνειες όπως πόμολα και ηλεκτρικοί διακόπτες. Συνεπώς θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα επιπρόσθετο αποτελεσματικό μέσο στους ήδη υπάρχοντες κανόνες υγιεινής , όπως π.χ. στην απολύμανση των χεριών. Επιπλέον στις πτέρυγες που τοποθετηθήκαν προϊόντα χαλκού υπήρχε μείωση του ποσοστού των μολύνσεων σε ασθενείς. Επίσης αποδεδείχθηκε και στην πράξη ότι ο χαλκός χρησιμοποιούμενος σε επιφάνειες μειώνει δραστικά ακόμη και την ανάπτυξη νέων αποικιών βακτηριδίων.Κλινική αξιολόγηση που πραγματοποιήθηκε σε πολυσύχναστο θάλαμο πανεπιστημιακού νοσοκομείου του Birmingham διαπιστώθηκε ότι ο χαλκός προσφέρει ένα πρόσθετο μηχανισμό ελέγχου ενάντια στη διάδοση των λοιμώξεων.Αξιολογήθηκαν τρία στοιχειά που περιείχαν χαλκό: οι λεκάνες της τουαλέτας, οι βρύσες και τα πόμολα που συγκρίθηκαν με κανονικά στοιχειά ελέγχου.Η ικανότητα του χαλκού, εκτός του ότι καταπολεμά λοιμώξεις των τραυμάτων, διατηρεί και το νερό ασφαλές από μικρόβια. Σύμφωνα επίσης με έρευνα που πραγματοποιήθηκε από το Πανεπιστήμιο Southampton, χάλκινες επιφάνειες μειώνουν σημαντικά την παρουσία υδατογενών παθογόνων μικροβίων, όπως η Legionella και η Εsterichia Coli, μέσα σε χάλκινες σωληνώσεις τροφοδοσίας ποσίμου νερού σε διάφορες θερμοκρασίες.Ο χαλκός και ορισμένα κράματα του σκοτώνουν σημαντικά παθογόνα μικρόβια που μεταδίδονται μέσω των τροφών, όπως Ε. Coli Listeria και Salmonella, όταν βρίσκονται ως υλικά επιφανειών εργασίας σε διάφορες βιομηχανίες τροφίμων και υγειονομικές εγκαταστάσεις.Η έρευνα του Πανεπιστήμιου του Southampton περιελάμβανε μια σειρά από πειράματα που εξέτασαν την επώαση της γρίπης Α σε επιφάνειες χαλκού και ανοξείδωτου χάλυβα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, μετά από μια ώρα επώασης στην επιφάνεια χαλκού, το 75% των μικροβίων είχε θανατωθεί και μετά από έξι ώρες είχε θανατωθεί τι 99% των μικροβίων, ενώ στην επιφάνεια ανοξείδωτου χάλυβα μετά έξι ώρες μόνο το 50% των μικροβίων ειχε θανατωθεί. Παρόμοια ήταν και τα αποτελέσματα με πειράματα που έγιναν σε επιφάνειες χαλκού με ιούς της γρίπης των πτηνών HsNi. Ο χαλκός και επιλεγμένα κράματα αυτού, εκτός από τις ισχυρές αντιμικροβιακες ιδιότητες, προσφέρουν και μια σειρά από μηχανικές και αισθητικές ιδιότητες που τον καθιστούν ιδανικό για χρήση στους τομείς υγείας, θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού και επεξεργασίας τροφίμων.Στις υγειονομικές εγκαταστάσεις οι επιφάνειες που βρίσκονται κοντά σε ασθενείς είναι οι πλέον σημαντικές. Το 80% των μεταδοτικών ασθενειών εξαπλώνονται με την αφή. Ένα χέρι μολυσμένο με τον ιο της γρίπης Α θα μολύνει τις επόμενες επτά επιφάνειες που θα αγγίξει.Πολλά υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως σε υγειονομικές εγκαταστάσεις, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, έχουν αποδειχτεί σημαντικές πηγές μόλυνσης. Η αντικατάσταση επιφανειών που αγγίζουμε συχνά με χαλκό ή κράματα υψηλής περιεκτικότητας σε χαλκό, όπως ο μπρούτζος και ο ορείχαλκος, τα οποία είναι φυσικά αντιμικροβιακά, μπορούν δυνητικά να ελέγξουν τις μολύνσεις μειώνοντας το μικροβιακό φορτίο.Οι επιφάνειες επαφής στα νοσοκομεία που μπορούν να κατασκευάζονται από χαλκό ή επιλεγμένα κράματα αυτού είναι: πόμολα θυρών, διακόπτες φώτων, κάγκελα κρεβατιών, κουπαστές, στατό ενδοφλέβιων ορών, δοχεία διανομής (αλκοολούχου τζελ, χαρτιού, σαπουνιού) τροχήλατα, κρουνοί, νιπτήρες, επιφάνειες πάγκων, κινητά, τραπέζι ασθενών, καθίσματα τουαλέτας. Αυτές οι επιφάνειες επαφής αποτελούν δυνητικά επιφάνειες συσσώρευσης λοιμογόνων μικροβίων.Στα σύγχρονα κτήρια, ιδιαίτερα στα νοσοκομεία, υπολογίζεται ότι το 60% των περιστατικών ασθένειας των κτηρίων οφείλεται στα συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού. Οι μύκητες και τα παθογόνα βακτήρια ευδοκιμούν στο σκοτεινό και υγρό περιβάλλον των συστημάτων θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού. Ο χαλκός και ειδικευμένα κράματα αυτού στις περσίδες εναλλακτών θερμότητας, στα ψυκτικά δοχεία και τα δοχεία εξατμίσεως μπορούν να μειώσουν σημαντικά το μικροβιακό φορτίο.Πρόσφατες έρευνες αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα του χαλκού και επιλεγμένων κραμάτων αυτού στη αδρανοποίηση μικρόβιων που μεταφέρονται μέσω τροφίμων σε θερμοκρασίες δωματίου ή και χαμηλότερες. Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες του χαλκού μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στην πρόληψη της μόλυνσης και των επακόλουθων ανθρώπινων λοιμώξεων που προκύπτουν στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων. Τα σημαντικότερα μεταξύ τον παθογόνων μικροβίων που προκαλούν ανησυχία είναι τα βακτήρια Ε. Coli Listeria και η Salmonella.Ο χαλκός, ο μπρούτζος, ο ορείχαλκος και 272 άλλα κράματα χαλκού που περιέχουν πάνω από 62% Cu έχουν καταχωρηθεί από την Επιτροπή Περιβάλλοντος (ΕΡΑ) των Η.Π.Α. ως αντιμικροβιακά. Οι έρευνες έδειξαν ότι οι επιφάνειες χαλκού εξουδετερώνουν πάνω από το 99,9% αρκετών βακτηριδίων, τα οποία είναι γνωστά ως παθογόνα για τον άνθρωπο, εντός 2 ωρών.Τα μικρόβια αυτά είναι:
A.Nοσοκομειακές Λοιμώξεις
Staphylococcus aureus
Enterobacter aerogenes
Esterichia Coli
Pseudomonas aeruginosa
Methicillin-resistant staphylococcus Aureus (MRSA). O MRSA είναι από τα πλέον ισχυρά στελέχη, ανθεκτικό στα αντιβιοτικά και κοινή αιτία ενδό- και εξω- νοσοκομειακών λοιμώξεων.
Viruses: Γρίπη Α Αδενοϊός (influenza, Adenovirus)
Μυκητες: aspergillus
B. Τροφικές Μολυνσεις
Ε. Coli
Listeria

Γ. Μολυνσεις Νερου
Legionella
E. Coli
Συμπερασματικά ο χαλκός και επιλεγμένα κράματα αυτού μπορούν να συμβάλουν συμπληρωματικά στη μείωση του μικροβιακού φορτίου επιφανειών σε συνδυασμό πάντοτε με τις σύγχρονες μεθόδους αποστείρωσης.

Νίκος Κατσαρός
Επιστημονικός συνεργάτης Ε.ΚΕ.Φ.Ε. «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»
em>http://www.eumedline.eu/post/Antimikroviakes-idiothtes-toy-xalkoy/