Gesundheit

Kupfer zerstört Viren und Bakterien. Warum ist es nicht überall?

Es könnte Noroviren, MRSA, virulente E. coli-Stämme und Coronaviren zerstören – einschließlich des neuartigen Stamms, der derzeit die COVID-19-Pandemie verursacht.

Im Jahr 1852 besuchte der Arzt Victor Burq eine Kupferhütte im 3. Arrondissement von Paris, wo mit Hilfe von Hitze und Chemikalien das rotbraune Metall gewonnen wurde. Es war eine schmutzige und gefährliche Arbeit. Burq stellte fest, dass sich die Anlage sowie die Unterbringung und die Hygiene der Schmelzhütten in einem „schlechten Zustand“ befanden. Normalerweise seien ihre Sterblichkeitsraten „erbärmlich“, stellte er fest.

Dennoch waren die 200 Angestellten, die dort arbeiteten, alle von Cholera-Ausbrüchen verschont geblieben, die die Stadt in den Jahren 1832, 1849 und 1852 heimgesucht hatten. Als Burq erfuhr, dass 400 bis 500 Kupferarbeiter in derselben Straße ebenfalls auf mysteriöse Weise der Cholera entgangen waren, kam er zu dem Schluss, dass etwas passierte über ihre Berufe – und Kupfer – hatten sie immun gegen die hochansteckende Krankheit gemacht. Er leitete eine detaillierte Untersuchung anderer Personen ein, die in Paris und in Städten auf der ganzen Welt mit Kupfer arbeiteten.

Bei der Cholera-Epidemie von 1854 bis 1855 konnte Burq keine Todesfälle von Juwelieren, Goldschmieden oder Kesselbauern feststellen – also von allen, die mit Kupfer arbeiteten. Bei Leuten in der Armee stellte er fest, dass auch Musiker geschützt waren, die Blechblasinstrumente spielten (Messing besteht teilweise aus Kupfer).

Bei der Pariser Epidemie im Jahr 1865 starben 6.176 Menschen an Cholera bei einer Bevölkerung von 1.677.000 Menschen – das sind 3,7 von 1.000 Menschen. Aber von den 30.000, die in verschiedenen Kupferindustrien arbeiteten, starben nur 45 – im Durchschnitt etwa 0,5 pro 1.000.

Nachdem er 400 verschiedene Unternehmen und Fabriken in Paris besucht hatte, die alle Kupfer verwendeten, und Berichte aus England, Schweden und Russland über mehr als 200.000 Menschen gesammelt hatte, kam er 1867 gegenüber den französischen Akademien der Wissenschaften und der Medizin zu dem Schluss , dass „Kupfer oder seine Legierungen.“ , Messing und Bronze, die bei der Cholera-Epidemie buchstäblich und prägnant auf die Haut aufgetragen werden, sind wirksame Mittel zur Vorbeugung, die nicht vernachlässigt werden sollten.“

Heute wissen wir, warum eine Person, die Tag für Tag mit Kupfer umgeht, vor einer bakteriellen Bedrohung geschützt ist: Kupfer ist antimikrobiell. Es tötet Bakterien und Viren manchmal innerhalb von Minuten ab. Im 19. Jahrhundert wäre der Kontakt mit Kupfer eine frühe Form der ständigen Händedesinfektion gewesen.

Seitdem haben Studien gezeigt, dass Kupfer die Mikroben zerstören kann, die unser Leben am meisten bedrohen. Es hat sich gezeigt, dass es eine lange Liste von Mikroben abtötet, darunter Noroviren, MRSA, ein Staphylokokkenbakterium, das gegen Antibiotika resistent geworden ist, virulente E. coli-Stämme, die durch Lebensmittel übertragene Krankheiten verursachen, und Coronaviren – möglicherweise einschließlich des neuartigen Stamms, der derzeit Krankheiten verursacht die COVID-19-Pandemie.

Wenn Kupfer häufiger in Krankenhäusern verwendet würde, wo einer von 31 Menschen an im Gesundheitswesen erworbenen Infektionen (HAI) erkrankt, oder in stark frequentierten Bereichen, wo viele Menschen Oberflächen berühren, auf denen es von mikrobiellem Leben wimmelt, könnte es eine unschätzbare Rolle für die öffentliche Gesundheit spielen. sagte Michael Schmidt, Professor für Mikrobiologie und Immunologie an der Medical University of South Carolina, der Kupfer untersucht. Und doch fehlt es in unseren öffentlichen Räumen, im Gesundheitswesen und in unseren Häusern völlig.

„Was passiert ist, ist unsere eigene Arroganz und unsere Liebe zu Kunststoff und anderen Materialien“, sagte Schmidt über die billigeren Produkte, die häufiger verwendet werden. „Wir sind von Kupferbetten, Kupfergeländern und Kupfertürgriffen zu Edelstahl, Kunststoff und Aluminium übergegangen.“

Alle Mikroben, die uns krank machen, können bis zu vier oder fünf Tage auf harten Oberflächen überleben. Wenn wir diese Oberflächen berühren, können die Mikroben über Nase, Mund oder Augen in unseren Körper gelangen und uns infizieren.

Auf Kupferoberflächen sterben Bakterien und Viren ab. Wenn eine Mikrobe auf einer Kupferoberfläche landet, setzt das Kupfer Ionen frei, bei denen es sich um elektrisch geladene Teilchen handelt. Diese Kupferionen dringen durch die äußeren Membranen und zerstören die gesamte Zelle, einschließlich der DNA oder RNA im Inneren. Da ihre DNA und RNA zerstört werden, bedeutet dies auch, dass ein Bakterium oder Virus nicht mutieren und gegen Kupfer resistent werden oder Gene (z. B. für Antibiotikaresistenz) an andere Mikroben weitergeben kann.

Bevor die Menschen überhaupt wussten, was Bakterien und Viren sind, wussten sie, dass Kupfer Infektionen irgendwie abwehren kann. Die erste dokumentierte medizinische Verwendung von Kupfer stammt aus einem der ältesten bekannten Bücher, dem Smith Papyrus, der zwischen 2600 und 2200 v. Chr. geschrieben wurde. Darin heißt es, dass Kupfer zur Sterilisation von Brustwunden und Trinkwasser verwendet wurde. Ägyptische und babylonische Soldaten legten auf ähnliche Weise die Späne ihrer Bronzeschwerter (aus Kupfer und Zinn) in ihre offenen Wunden, um Infektionen zu reduzieren. Eine zeitgemäßere Verwendung von Kupfer: In der Grand Central Station in New York City wird die große Treppe von Handläufen aus Kupfer flankiert. „Die sind tatsächlich antimikrobiell“, sagte Schmidt.

Die Kupferhütten waren angeblich weniger dem Cholera-Bakterium ausgesetzt, weil ihre Umgebung viel Kupfer enthielt, von dem die Bakterien nicht leben konnten. Das und sie waren möglicherweise mit Kupferpartikeln bedeckt. Wenn Ihnen die Metallurgie nicht zusagt, gibt es mittlerweile einige Produkte, die als „ Kupfer-Händedesinfektionsmittel “ beworben werden. Sie funktionieren jedoch nur, wenn Sie jede Oberfläche Ihrer Hände mindestens eine ganze Minute lang dem Kupfer aussetzen und dabei praktisch keine übertragen Mikroben an die Kupferoberfläche gelangen und abgetötet werden. Es könnte schwierig sein, jeden Teil Ihrer Hautoberfläche zu erreichen. Daher wäre die Verwendung von Kupferoberflächen in Ihrer Umgebung in Kombination mit Händewaschen die ideale Kombination.

Schmidt sagte, dass die Verwendung von Kupfer zusammen mit Standardhygieneprotokollen nachweislich Bakterien im Gesundheitswesen um 90 Prozent reduziert. Eine Studie aus dem Jahr 1983 ergab, dass Krankenhaustürknöpfe aus Messing, das zum Teil aus Kupfer besteht, im Vergleich zu Edelstahlknöpfen, die „stark kolonisiert“ waren, kaum E. coli-Wachstum aufwiesen. Dies ist von Bedeutung, da im Gesundheitswesen erworbene Infektionen so weit verbreitet sind: Allein in den USA gibt es jedes Jahr etwa 1,7 Millionen Infektionen und 99.000 Todesfälle im Zusammenhang mit HAIs, die durch die zusätzlichen Behandlungen, die die Menschen benötigen, jährlich zwischen 35,7 und 45 Milliarden US-Dollar kosten infiziert werden.

Mikroben, die auf Oberflächen in Patientenzimmern und Gemeinschaftsräumen in Krankenhäusern leben , spielen eine Rolle bei der Entstehung einer HAI – und hier könnte Kupfer helfen. Und während dieser Pandemie, wenn ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Ausbreitung des neuartigen Coronavirus über kontaminierte Oberflächen bestehen, scheint sich eine virustötende Substanz tatsächlich zu lohnen.

Eine Studie aus dem Jahr 2015 ergab, dass ein anderes Coronavirus, das menschliche Coronavirus 229E, das Atemwegsinfektionen verursacht, eine menschliche Lungenzelle auch nach fünf Tagen Kontakt mit Materialien wie Teflon, Keramik, Glas, Silikonkautschuk und Edelstahl noch infizieren kann. Doch auf Kupferlegierungen sei das Coronavirus „schnell inaktiviert“ worden.

In einem neuen Preprint zu SARS-CoV2, dem Stamm, der COVID-19 verursacht, haben Forscher des Virologielabors der National Institutes of Health in Montana das Virus auf sieben verschiedene gängige Materialien gesprüht, berichtete MIT Technology Review. Sie fanden heraus, dass es auf Kunststoff und Edelstahl am längsten – bis zu drei Tage – überlebte, was darauf hindeutet, dass Oberflächen in Krankenhäusern oder Stahlmasten in öffentlichen Verkehrsmitteln Orte sein könnten, an denen sich Menschen die Krankheit anstecken. Schon ein einziger Tröpfchen beim Husten oder Niesen kann eine ansteckende Dosis eines Virus in sich tragen.

Bill Keevil, Professor für Umweltgesundheit an der University of Southampton in England, der zuvor Fördermittel von der Copper Development Association erhalten hat, sagte, dass die Installation von Kupferoberflächen in Gemeinschaftsbereichen, in denen sich viele Menschen versammeln, dazu beitragen könnte, die Übertragung von Atemwegsviren zu reduzieren , wie Coronavirus 229E und auch SARS-CoV2. Abgesehen von Krankenhäusern sind seiner Meinung nach öffentliche Verkehrssysteme wie Busse, Flughäfen und U-Bahnen die idealen Standorte für Kupfer. Doch damit nicht genug: Er wünscht sich auch, dass Kupfer in Sportgeräten in Fitnessstudios zum Einsatz kommt, beispielsweise in Hanteln, aber auch in anderen Alltagsgegenständen, darunter gemeinsame Büromaterialien wie Stifte.

Im Vorabdruck gefiel SARS-CoV2 „Kupfer am wenigsten“, schrieb Antonio Regalado im MIT Technology Review. „Das Virus war bereits nach vier Stunden verschwunden.“

Im Jahr 2012 führten Schmidt und seine Kollegen eine klinische Studie in drei Krankenhäusern durch: dem Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York City, der Medical University of South Carolina in Charleston und dem Ralph H. Johnson Veterans Administration Medical Center, ebenfalls in Charleston.

Zunächst fanden sie heraus, welche Gegenstände in der Nähe eines Patienten am stärksten mit Mikroben kontaminiert waren – das waren die Bettgitter, der Schwesternrufknopf, die Armlehne des Besucherstuhls, die Tabletttische und der Infusionsständer. Das Einhüllen dieser Gegenstände in Kupfer reduzierte die Anwesenheit von Mikroben um 83 Prozent . Dadurch wurden die HAIs um 58 Prozent reduziert, obwohl die Forscher Kupfer auf weniger als 10 Prozent der Raumoberfläche eingebracht hatten.

Wir verfügen über andere Methoden zur Abtötung von Bakterien und Viren, um HAIs zu mildern, einschließlich ultraviolettem Licht und Wasserstoffperoxidgas. Aber beide erfordern, dass ein Krankenzimmer leer ist, und wenn kranke Menschen die Räume wieder betreten, können Oberflächen leicht wieder kontaminiert werden. „Kupfer arbeitet rund um die Uhr ohne Aufsicht, ohne dass eingegriffen werden muss, und es geht nie aus“, sagte Schmidt. „Solange das Metall da ist, kann es losgehen.“

Wenn man bedenkt, wie gut es bei Krankenhausinfektionen und für die Gesundheit im Allgemeinen wirken könnte, warum ist Kupfer dann nicht überall? Warum besteht nicht jeder Türknauf, jede U-Bahn-Schiene, jeder Raum auf der Intensivstation aus Kupfer? Warum können wir problemlos Wasserflaschen aus Edelstahl kaufen, aber nicht aus Kupfer? Wo sind die kupfernen iPhone-Hüllen?

Laut dem World Copper Factbook aus dem Jahr 2019 sieht es nicht so aus, als ob uns das Kupfer in naher Zukunft ausgehen wird . Kupfer ist eines der am häufigsten recycelten Metalle – fast alles Kupfer kann recycelt werden, ohne etwas von seinem Wert zu verlieren Eigenschaften.

Ärzte und medizinisches Personal sind sich seiner Eigenschaften möglicherweise nicht bewusst, wie Keevil in The Conversation schrieb : „Wenn Ärzte nach dem Namen eines antimikrobiellen Metalls gefragt werden, das im Gesundheitswesen verwendet wird, ist die häufigste Antwort Silber – aber sie wissen kaum, dass Silber nicht wirkt.“ als antimikrobielle Oberfläche im trockenen Zustand – es muss Feuchtigkeit vorhanden sein.“

Man könnte auch den Eindruck haben, dass Kupfer zu teuer sei, sagte Schmidt, obwohl die Zahlen darauf hindeuten, dass es letztendlich Geld sparen würde. Eine von Keevil und Schmidts Studien aus dem Jahr 2015 hat es nachgerechnet: Die Kosten für die Behandlung einer HAI liegen zwischen 28.400 und 33.800 US-Dollar pro Patient. Die Installation von Kupfer auf 10 Prozent der Oberflächen kostete 52.000 US-Dollar und verhinderte im Verlauf der 338-tägigen Studie 14 Infektionen. Wenn man das untere Ende der HAI-Behandlungskosten (28.400 US-Dollar) annimmt, dann sparten diese 14 verhinderten Infektionen insgesamt 397.600 US-Dollar oder 1.176 US-Dollar pro Tag.

Selbst wenn man berücksichtigt, wie viel das Kupfer ursprünglich gekostet hat, würde man dieses Geld innerhalb von zwei Monaten in Form von Ersparnissen zurückverdienen, sagte Schmidt. Und wenn man bedenkt, dass das Kupfer nie seine mikrobentötenden Fähigkeiten verliert, würden Krankenhäuser schnell Geld (und Leben) sparen.

„Ihre Amortisation liegt im wahrsten Sinne des Wortes in weniger als zwei [verhinderten] Infektionen“, sagte er. „Ich habe wirklich damit zu kämpfen. Seit 2013 bettele, krieche und flehe ich im wahrsten Sinne des Wortes alle Beteiligten an, eine vollständig kupfergekapselte [ Krankenhausbett."

Kürzlich überzeugte er ein Unternehmen davon, zu investieren, und sagte, dass man es gerade teste, um zu zeigen, dass es die Infektionen sogar um mehr als 58 Prozent reduzieren könne.

Ein weiterer Grund, weshalb Kupfer anstelle von Stahl, Kunststoff oder Glas übergangen wurde, besteht darin, dass es leicht anlaufen kann und viel Reinigung erfordert, um glänzend zu bleiben. „Aber Kupfer ist antimikrobiell, egal wie robust es aussieht. Auch wenn es grün wird, hat es immer noch die Fähigkeit, Bakterien, Viren und Pilze abzutöten“, sagte er.

Einige Orte auf der Welt haben begonnen, Kupfer zu verwenden. In Chile hat ein Themenpark namens Fantasilandia viele seiner häufig berührten Oberflächen durch Kupfer ersetzt. Am Flughafen Atlanta sind mittlerweile 50 Wasserflaschen-Tankstellen aus Kupfer gefertigt. Doch Schmidt ist der Meinung, dass es weiter verbreitet werden sollte.

Er sagte, einer der Gründe, weshalb sich Wissenschaftler über das aktuelle Coronavirus Sorgen machen, sei, wie ansteckend es sei und dass Menschen sich vor allem durch das Berühren kontaminierter Oberflächen anstecken könnten. Er hält es für möglich, dass die Pandemie das Bewusstsein für Kupfer schärfen könnte – sofern sie irgendjemanden dazu motiviert, damit anzufangen. Stellen Sie sich vor, sagte er, wenn unsere Krankenhäuser und öffentlichen Räume bereits über Kupfer verfügen würden – das lässt sich nicht mit Sicherheit sagen, aber es ist wahrscheinlich, dass die Übertragung beeinträchtigt worden wäre.

„Ich habe große Zuversicht, dass es funktionieren würde, weil Bakterien oder Viren die Infektion verursachen“, sagte er. „Wenn ihre Zahl sinkt, würde Ihnen der gesunde Menschenverstand sagen: Sie sollten weniger Infektionen haben.“

Artikel veröffentlicht auf Vice.com. Den Originaltext finden Sie hier.