Copper’s Virus-Killing Powers Were Known Even to the Ancients

Toen onderzoekers vorige maand meldden dat het nieuwe coronavirus dat de COVID-19 pandemie veroorzaakt dagenlang overleeft op glas en roestvrij staal, maar sterft binnen enkele uren na het landen op koper, was het enige dat Bill Keevil verbaasde dat de ziekteverwekker het zo lang uithield op koper.

Keevil, een microbiologisch onderzoeker aan de Universiteit van Southampton in Engeland, bestudeert al meer dan twee decennia de antimicrobiële effecten van koper. Hij heeft in zijn laboratorium gezien hoe het eenvoudige metaal het ene na het andere slechte insect doodde. Hij begon met de bacterie die de veteranenziekte veroorzaakt en wendde zich vervolgens tot geneesmiddelresistente dodelijke infecties zoals methicillineresistente Staphylococcus aureus (MRSA). Hij testte virussen die wereldwijde gezondheidsangst veroorzaakten, zoals het Midden-Oosten Respiratoir Syndroom (MERS) en de Mexicaanse griep (H1N1) pandemie van 2009. In elk geval doodde contact met koper de ziekteverwekker binnen enkele minuten. “Het blies het gewoon uit elkaar”, zegt hij.

In 2015 richtte Keevil zijn aandacht op Coronavirus 229E, een verwant van het COVID-19-virus dat de gewone verkoudheid en longontsteking veroorzaakt. Ook hier zapte koper het virus binnen enkele minuten weg, terwijl het vijf dagen besmettelijk bleef op oppervlakken zoals roestvrij staal of glas.

“Een van de ironieën is, mensen roestvrij staal omdat het schoon lijkt en in zekere zin is het dat ook,” zegt hij, waarbij hij opmerkt dat het materiaal alomtegenwoordig is in openbare ruimtes. “Maar dan is het argument: hoe vaak maak je schoon? We maken niet vaak genoeg schoon.” Koper, daarentegen, desinfecteert louter door er te zijn.

Eeuwenoude Kennis

Keevil’s werk is een moderne bevestiging van een oeroud middel. Al duizenden jaren, lang voordat men wist van ziektekiemen of virussen, weet men van de desinfecterende werking van koper. “Koper is echt een geschenk van Moeder Natuur in die zin dat de mensheid het al meer dan acht millennia gebruikt,” zegt Michael G. Schmidt, een professor in de microbiologie en immunologie aan de Medical University of South Carolina die onderzoek doet naar koper in de gezondheidszorg.

Het eerste geregistreerde gebruik van koper als een infectiedodend middel komt uit Smith’s Papyrus, het oudst bekende medische document in de geschiedenis. De informatie daarin is toegeschreven aan een Egyptische arts rond 1700 v. Chr. maar is gebaseerd op informatie die teruggaat tot 3200 v. Chr. Egyptenaren wezen het ankh-symbool, dat het eeuwige leven voorstelt, aan om koper in hiërogliefen aan te duiden.

Zo ver terug als 1600 v. Chr. gebruikten de Chinezen koperen munten als medicijn om hart- en maagpijn en blaasaandoeningen te behandelen. De zeevarende Phoeniciërs stopten spaanders van hun bronzen zwaarden in strijdwonden om infectie te voorkomen. Vrouwen weten al duizenden jaren dat hun kinderen minder vaak diarree krijgen als ze uit koperen vaten drinken en geven deze kennis door aan de volgende generaties. “Je hebt geen medische graad nodig om diarree te diagnosticeren,” zegt Schmidt.

En de kracht van koper duurt voort. Het team van Keevil controleerde een paar jaar geleden de oude leuningen van Grand Central Terminal in New York City. “Het koper werkt nog net zo als op de dag dat het meer dan 100 jaar geleden werd geplaatst,” zegt hij. “Dit spul is duurzaam en het anti-microbiële effect gaat niet weg.”

Lange levensduur

Wat de ouden al wisten, hebben moderne wetenschappers en organisaties als het Environmental Protection Agency bevestigd. De EPA heeft ongeveer 400 koperen oppervlakken geregistreerd als antimicrobieel. Maar hoe werkt het precies?

Zware metalen zoals goud en zilver zijn antibacterieel, maar de specifieke atomaire samenstelling van koper geeft het extra moordkracht, zegt Keevil. Koper heeft een vrij elektron in zijn buitenste schil van elektronen dat gemakkelijk deelneemt aan oxidatie-reductiereacties (wat het metaal ook een goede geleider maakt). Als gevolg daarvan, zegt Schmidt, wordt het een “moleculaire zuurstofgranaat”. Zilver en goud hebben die vrije elektronen niet, dus zijn ze minder reactief.

Koper doodt ook op andere manieren, volgens Keevil, die artikelen over het effect heeft gepubliceerd. Wanneer een microbe op koper landt, blazen de ionen de ziekteverwekker op als een aanval van raketten, waardoor de celademhaling wordt verhinderd en gaten in het celmembraan of de viruscoating worden geslagen en vrije radicalen worden gecreëerd die het doden versnellen, vooral op droge oppervlakken. Het belangrijkste is dat de ionen het DNA en RNA in een bacterie of virus opzoeken en vernietigen, waardoor de mutaties worden voorkomen die resistent maken tegen geneesmiddelen. “De eigenschappen slijten nooit, zelfs als het bezoedelt,” zegt Schmidt.

Schmidt heeft zijn onderzoek gericht op de vraag of het gebruik van koperlegeringen in vaak aangeraakte oppervlakken ziekenhuisinfecties vermindert. Op een willekeurige dag heeft ongeveer één op de 31 ziekenhuispatiënten ten minste één zorginfectie, volgens de Centers for Disease Control, wat per patiënt tot 50.000 dollar kost. In Schmidt’s baanbrekende studie, gefinancierd door het Ministerie van Defensie, werd gekeken naar koperlegeringen op oppervlakken zoals bedhekken, dienbladtafels, intraveneuze stangen en armleuningen van stoelen in drie ziekenhuizen in het hele land. Dat 43 maanden durende onderzoek onthulde een 58 procent infectievermindering in vergelijking met routinematige infectieprotocollen.

Verder onderzoek stagneerde toen het DOD zich richtte op de Zika-epidemie, dus Schmidt richtte zijn aandacht op het werken met een fabrikant die een koperen ziekenhuisbed creëerde. Een tweejarige studie die eerder dit jaar werd gepubliceerd, vergeleek bedden in een intensive care-afdeling met plastic oppervlakken en die met koper. De bedhekken op de plastic oppervlakken overschreden de aanvaarde risiconormen in bijna 90 procent van de monsters, terwijl de bedhekken op het koperen bed die normen slechts in 9 procent overschreden. “We hebben opnieuw in schoppen aangetoond dat koper de gebouwde omgeving schoon kan houden van micro-organismen,” zegt hij.

Schmidt is ook co-auteur van een 18 maanden durende studie onder leiding van Shannon Hinsa-Leasure, een milieu-microbioloog aan het Grinnell College, dat de bacteriële overvloed in bezette en onbezette kamers van het 49 bedden tellende plattelandsziekenhuis van Grinnell Regional Medical Center vergeleek. Ook hier verminderde koper het aantal bacteriën. “Als je een koperlegering gebruikt die altijd werkt,” zegt Hinsa-Leasure, “moet je nog steeds de omgeving schoonmaken, maar je hebt iets op zijn plaats dat ook de hele tijd werkt (om te desinfecteren).”

Harnessing Copper

Keevil en Schmidt hebben ontdekt dat het installeren van koper op slechts 10 procent van de oppervlakken infecties zou voorkomen en $ 1.176 per dag zou besparen (door de verminderde kosten voor het behandelen van infecties te vergelijken met de kosten van het installeren van koper). Toch reageren ziekenhuizen traag. “Het heeft me verbaasd hoe traag ziekenhuizen ermee aan de slag zijn gegaan,” voegt Hinsa-Leasure toe. “Veel heeft te maken met ons gezondheidszorgsysteem en de financiering van ziekenhuizen, die erg krap is. Toen ons ziekenhuis onze spoedafdeling herinrichtte, hebben we op belangrijke plaatsen koperlegeringen geïnstalleerd. Het is dus heel zinvol als je iets renoveert of nieuw bouwt. Het is duurder als je gewoon iets verandert dat je al hebt.”

Het Sentara-ziekenhuissysteem in Noord-Carolina en Virginia maakte in 2017 met koper geïmpregneerde oppervlakken de standaard in 13 ziekenhuizen voor overbedtafels en bedhekken nadat een klinische proef uit 2016 in een ziekenhuis in Virginia Beach een vermindering van 78 procent van medicijnresistente organismen meldde. Met behulp van technologie die in Israël als eerste werd toegepast, is het ziekenhuis ook overgestapt op met koper geïmpregneerd beddengoed. Keevil zegt dat Frankrijk en Polen beginnen met het plaatsen van koperlegeringen in ziekenhuizen. In Peru en Chili, waar koper wordt geproduceerd, wordt het gebruikt in ziekenhuizen en het openbaar vervoer. “Dus het gaat de hele wereld rond, maar het is nog steeds niet van de grond gekomen,” zegt hij.

Als koper COVID-19 doodt, moet je dan periodiek een paar centen en stuivers in je handen laten rondrollen? Blijf bij water, zeep en ontsmettingsmiddel. “Je weet nooit hoeveel virussen verbonden zijn met de hand, dus het kan zijn dat het ze niet allemaal volledig te pakken krijgt,” zegt Schmidt. “Het zal slechts een gok zijn of koper volledig zal beschermen.”