Nový důkaz antimikrobiální účinnosti mědi

biofilm.jpg
Výskyt infekce lze snížit, ale účinek suchého povrchu nesmí být zaměňován s mědí ve vlhkém prostředí.

V Evropě se během pobytu v nemocnici nakazí nozokomiální infekcí jeden ze 14 pacientů. Odhaduje se, že to způsobí 147 000 úmrtí ročně. Nedávno ukončený nemocniční průzkum opět dokazuje, že pevné měděné materiály (např. kontaktní plochy, jako jsou kliky dveří) mohou za běžných atmosférických podmínek trvale snižovat bakteriologické zatížení a tím i míru infekce. Jde o pozitivní výsledky pro prostředí, dotýkaná lidmi, ale instalatéři a projektanti si musí uvědomit, že oblast pitné vody je nutné jasně odlišit: skutečně, měď má i v pitné vodě hygienické vlastnosti, nicméně nelze zde aplikovat všechny antimikrobiální režimy účinku mědi. Proto antimikrobiální síla mědi, na rozdíl od výše popsaného případu, má v pitné vodě své limity.

Po mnoho let se četné laboratorní a nemocniční studie snaží zjistit, do jaké míry mohou předměty z antimikrobiální mědi (ne tedy povlaky) přispět k boji proti nebezpečným nemocničním bakteriím, jako je MRSA. Použití dílů z měděných slitin s více než 65 procenty mědi dokáže ničit nebezpečné choroboplodné zárodky, které způsobují infekce, ohrožující život zejména u starších nebo oslabených pacientů - to je dobře prokázanou skutečností. Nedávný výzkum v nemocnicích v USA nyní také ukázal, že antimikrobiální měděné slitiny mohou dokonce přispět ke snížení četnosti infekčních nákaz. V této studii byly pozorovány dvě skupiny pacientů v nemocničních pokojích s různým vybavením (s a bez měděných povrchů): U pacientů, kteří pobývali v pokojích s předměty z antimikrobiálních měděných slitin, se četnost nemocničních infekcí snížila o 58% ve srovnání s pacienty, pobývajícími v "ne-měděných pokojích" [1].

amc_bed_1.jpg

Měděné povrchy (suché) v nemocničních pokojích

Biologický, ale také antimikrobiální mechanismus působení mědi z velké části objasněn

Biochemikům ze švýcarské Univerzity Bernu a materiálovým výzkumníkům z německé Sárské univerzity se nyní podařilo prokázat, proč bakterie na měděném povrchu hynou. Při v podstatě suchých atmosférických podmínkách (například při nemocničních testech, popsaných výše), pozoroval tým při svých laboratorních zkouškách, že bakterie jsou inhibovány a nakonec ničeny mnohem rychleji, než bylo popsáno dříve, vždy, když se dostanou do přímého kontaktu s kovovým měděným povrchem [2]. Předpokládá se, že při těchto atmosférických podmínkách je stěna bakteriální buňky při kontaktu s tímto materiálem vážně oslabena a tak jsou vytvořeny podmínky pro další fáze destrukce buňky. Předpokládá se zapojení komplexních elektro-chemických procesů mezi měděným povrchem a bakterií. Takový měděný povrch pracuje víceméně jako katalyzátor. Následně to jsou mimo jiné iontové mechanismy uvnitř buněk, které vedou ke konečnému zničení choroboplodných zárodků. 

U pitné vody je to jinak

Srovnání výše popsaných reakcí v atmosférickém prostředí s chováním ve vodním prostředí, jako je pitná voda, ukazuje, že hygienické vlastnosti mědi nebo jejích slitin se mohou velmi lišit, v závislosti na interakci různých procesů a na vnějších podmínkách.

Ve vodním prostředí obvykle nedojde k přímému kontaktu mikroorganismů s materiálem a proto jsou to v podstatě jen ionty mědi, které mohou rozvinout svůj účinek. Podle současných znalostí závisí antimikrobiální účinnost na koncentraci iontů mědi ve vodě [3], s využitím buď speciálních zařízení na ionty mědi (technika iontů měď- stříbro) [4] nebo jakéhokoli jiného zdroje mědi. Pokud jde o měděné potrubí, můžeme odkázat na literaturu [5, 6]. Speciálně pro toto použití je však také důležité podívat se na různé chemické interakce mezi čistou mědí, prvky tvořícími krycí vrstvu a skutečnou pitnou vodou.

biofilm_in_een_drinkwatervoorraadvat.jpg

Biofilm v rozvodech pitné vody

I když všechny bakterie vyžadují určité minimální množství mědi jako pro život nezbytný stopový prvek, nad určitou specifickou hustotu iontů mědi dochází k odstavení jejich reprodukčního metabolismu. Z hlediska hygieny vody znamená snížení rychlosti reprodukce bakterií na nulu, že nelze dosáhnou hustoty bakterií, která by byla dostatečná ke způsobení infekce P. aeruginosa nebo L. pneumophila. Je však třeba zdůraznit, že nedávný výzkum jiných vědeckých týmů ukázal, že zastavení reprodukce bakterií se nerovná jejich zničení ani úplnému odstranění bakterií nebo dokonce jejich absenci. Antimikrobiální síla iontů mědi je v pitné vodě tedy alespoň částečně omezena na jejich funkci jako inhibitoru růstu bakterií; "sterilizační" účinek nelze očekávat. V této souvislosti je také velmi zajímavá role biofilmů v domovních instalacích. Výsledky dvou německých výzkumných projektů podporovaných německým Spolkovým ministerstvem školství a výzkumu (Bundesministerium für Bildung und Forschung nebo BMBF) a DVGW s podporou ze strany průmyslu, nabízí hlubší pohled do velmi složitých procesů na rozhraní mezi mědí, pitnou vodou a choroboplodnými bakteriemi.

Při pohledu na hygienickou roli mědi v domovních instalacích je s vědomím výše popsaného zřejmé, že až dosud bylo mnoho faktů pomícháno s mnoha pseudo-informacemi, jednoduše kvůli nedostatku informací. Měď je přirozeně velmi vhodný i hygienický materiál pro potrubí, včetně trubek přívodů pitné vody. Přesto se vyskytly případy, kdy i přes použití měděných trubek byly zjištěny zvýšené koncentrace bakterií. V porovnání s jinými materiály jde o velmi vzácné případy, ale je třeba konstatovat, že samotné měděné trubky nemohou poskytnout úplnou ochranu proti šíření infekcí vodou. Svědomitý instalatér by měl tyto skutečnosti sdělit – aniž by přitom měl pochybovat o velmi dobrých hygienických vlastnostech mědi.

Odpovědná komunikace také obsahuje odkaz na dodržování obecně uznávaných technologických pravidel (allgemein anerkannte Regeln der Technik nebo aaRdT). To platí jak pro budování, tak pro provoz technických instalací. AaRdT měly být vždy použity jako relevantní norma, ale s novými regulativy pro pitnou vodu se alespoň v Německu (možná i v jiných zemích), nyní považují za víceméně právně závazné. Pokud nejsou aaRdT splněny, nemůže být domovní potrubí trvale chráněno před mikrobiální kontaminací a to bez ohledu na použitý materiál.

Suché povrchy

Pro suché povrchy, vyrobené ze speciálních antimikrobiálních slitin mědi – určených pro použití vůči ​​patogenním mikroorganismům, přenášeným stykem s pokožkou – nemůže být účinnost redukce bakterií plně vysvětlena jen dostupností iontů. Jak bylo uvedeno výše, předpokládá se, že kombinace fyzikálních a biologických procesů, probíhajících částečně postupně a částečně ve vzájemné vazbě, spouští – v závislosti na podmínkách – velmi rychlé odstranění bakterií na kontaktních površích.

Na rozdíl od chemické úpravy – většinou použité v postupech vylepšení povrchů ne-antimikrobiálních základních materiálů - jsou výrobky ze slitin antimikrobiální mědi silně antimikrobiální na povrchu i pod ním a trvale takové zůstávají. Tak se lze vyhnout hlavní nevýhodě procesů nanášení: ztrátě aktivního povrchu postupným opotřebením a poškozením, jako je otěr nebo škrábance [7]. Současný základní výzkum navazuje na dlouholetou a intenzivní spolupráci mezi různými výzkumnými institucemi a instituty mědi sítě Copper Alliance po celém světě. Původně řešily jednotlivé ústavy mědi samostatně s odborníky na hygienu téma zrychlujícího se šíření bakteriálních kmenů, rezistentních vůči antibiotikům. Záměrem bylo a je nalézt účinné způsoby omezení šíření těchto mikroorganismů, jejichž infekční potenciál již nelze ovládat – nebo jen ve velmi omezené míře. Bez ohledu na výzkum měděných materiálů [8], musí být všechna opatření pro omezení bakterií považována za součást vícebariérového systému v nemocnicích. Hygiena rukou má v nemocnicích v tomto ohledu nejvyšší prioritu, následuje dodržování dalších nemocničních pravidel, souvisejících s hygienou. Důležitá symbióza však vyplývá ze synergické interakce aplikovaných dezinfekčních procesů a použití antimikrobiálních vlastností materiálů.

Povrchové dezinfekční prostředky mají výhodu velmi rychlé eliminace bakterií (shora dolů), ale jejich omezení spočívá v krátkodobosti jejich účinku. Zejména výslednou – a stejně rychlou – rekontaminaci a rozšíření choroboplodných zárodků lze omezit pomocí antimikrobiálního povrchového materiálu s trvalým účinkem (zdola nahoru).

Zdroj překladu:

Článek, jehož autorem je Dr. Klaus Ockenfeld (Deutsches Kupferinstitut) byl přeložen z německého časopisu SANITÄRJOURNAL  / SONDERHEFT INSTALLATIOSTECHNIK 2013.

Poznámka Střediska mědi.

Zařazení tohoto článku - překladu na naše webové stránky je vedeno snahou ukázat co nejobjektivněji problematiku využití mědi jako antimikrobiálního materiálu. Je skutečně nutné, aby tato problematika byla pojímána jako soubor dílčích účinných opatření, jejichž výsledný efekt je nejsilnější tehdy, pokud jsou tato opatření nasazena a využívána způsobem, nejvhodnějším pro  určitou situaci. Toto platí zejména v rozvodech pitné vody měděnými trubkami. Evropa má tuto problematiku podchycenu ve svých normách pro rozvod pitné vody, jsou to dnes již přejaté a tedy u nás platné normy ČSN EN 806, které jednoznačně stanoví, provést konstrukci vodovodu tak, aby byla co nejvíce snížena možnost množení legionell a rovněž  pamatují i na kontrolu, nápravu a prevenci. Problematika ochrany proti legionellám  je uvedena i v naší národní normě ČSN 75 5409.  

Považuji za vhodné ale podotknout, že antibakteriální účinek mědi je nesporný, uznávaný v celém světě. Protože ale jeho intenzita může být ve vodovodním obsahu různá, je vždy nutné, aby konstrukce každého vodovodu umožňovala jeho dokonalou dezinfekci a to v případě, že obsah legionell přeroste přes povolnou hranici. V takové situaci se jeví jako nejvhodnější dezinfekce tepelná (tepelným rázem), protože se jedná o dezinfekci beze změny kvality vody. Tento způsob dezinfekce ale může být v podstatě nasazen jen u potrubí kovových. Měděné potrubí, které má antimikrobiální účinek a současně bezproblémově snáší vysoké dezinfekční metody je patrně tím potrubím nejvhodnějším.           

Pokud si otevřete na našich webových stránkách odkaz Legionella v pitné vodě budete mít možnost, seznámit se s touto problematikou podrobněji, zejména pak s ochranou proti legionellám.

Ing. Mojmír Kelča, Středisko mědi

Reference:

[1] Salgado a kol. (2013): Copper Surfaces Reduce the Rate of Healthcare-Aquired Infections in the Intensive Care Unit. (Měděné povrchy snižují na jednotce intenzivní péče četnost infekcí, souvisejících se zdravotní péčí.) 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. (Ničení bakterií kontaktem s mědí je potlačeno, pokud je je zabráněno kontaktu bakterie-kov a na železe je vyvoláno ionty mědi.) duben 2013, svazek 79, číslo 8, Applied and Environmental Microbiology (Aplikovaná a environmentální mikrobiologie), str. 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. (Riziko infekce Legionellou z teplé užitkové vody.) Emerg. Defect. Dis. 10 (3):457-64

[4] Block, S. S. (2001): Disinfection, Sterilization and Preservation, 5th ed.(Dezinfekce, sterilizace a uchování, 5. vydání). Lippincott Williams & Wilkins, str. 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. (Mikrobiologie, chemie a vývoj biofilmu v pilotním distribučním systému pitné vody s měděnými a plastovými trubkami.) 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. (Tvorba biofilmu a množení Legionely v modelovém systému teplé vody s trubkami z mědi, z nerezové oceli a ze síťovaného polyetylénu.) 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. (Kovová měď jako antimikrobiální povrch.) Appl. Environ. Microbiol.77 (5): 1541-1547

Share >

Novinky v ochraně proti legionelám
legionella_cz.jpg

V současné době se legionelly znovu vrátily do ohniska veřejného zájmu díky zprávám v médiích o dočasném uzavření veřejných budov kvůli onemocněním a úmrtím, způsobeným těmito choroboplodnými bakteriemi.

Aktuality o mědi
lavatory.jpg
V rámci cyklu „Nové trendy a technologie v oblasti TZB“ uspořádal dne 10. ledna 2017 Cech topenářů a instalatérů ČR ve spolupráci se Střední školou polytechnickou Brno, Jílová, příspěvková organizace, za přispění Střediska mědi odborný kurz AMOS. Kurz byl zaměřen na téma „Úprava a desinfekce pitné vody podle platné legislativy“, „Použití antimikrobiálních konstrukčních materiálů“ a „Soutěžní akce měděných rozvodů v roce 2017“.
28/02/2017