Kiedy naukowcy poinformowali w zeszłym miesiącu, że nowy koronawirus powodujący pandemię COVID-19 przetrwał kilka dni na szkle i stali nierdzewnej, ale umiera w ciągu kilku godzin po wylądowaniu na miedzi, jedyną rzeczą, która zaskoczyła Billa Keevila było to, że patogen trwał tak długo na miedzi.
Keevil, badacz mikrobiologii na Uniwersytecie w Southampton w Anglii, studiował przeciwdrobnoustrojowe działanie miedzi przez ponad dwie dekady. Obserwował w swoim laboratorium, jak ten prosty metal zabijał jednego złego robaka za drugim. Zaczął od bakterii wywołującej chorobę legionistów, a następnie zajął się lekoopornymi, zabójczymi infekcjami, takimi jak gronkowiec złocisty odporny na metycylinę (MRSA). Przetestował wirusy, które wywołały ogólnoświatowy strach, takie jak zespół oddechowy na Bliskim Wschodzie (MERS) i pandemię świńskiej grypy (H1N1) w 2009 roku. W każdym przypadku, kontakt z miedzią zabijał patogen w ciągu kilku minut. „To po prostu rozwalało go na kawałki”, mówi.
W 2015 roku Keevil zwrócił swoją uwagę na Coronavirus 229E, krewnego wirusa COVID-19, który powoduje przeziębienie i zapalenie płuc. Po raz kolejny, miedź zapped wirusa w ciągu kilku minut, podczas gdy pozostał on zakaźny przez pięć dni na powierzchniach takich jak stal nierdzewna lub szkło.
„Jedną z ironii jest to, że ludzie stali nierdzewnej, ponieważ wydaje się czysta i w pewnym sensie jest,” mówi, zauważając wszechobecność materiału w miejscach publicznych. „Ale wtedy argumentem jest to, jak często czyścić? Nie czyścimy wystarczająco często”. Miedź, dla kontrastu, dezynfekuje tylko przez to, że tam jest.
Wiedza starożytna
Praca Keevila jest nowoczesnym potwierdzeniem starożytnego remedium. Przez tysiące lat, na długo przed poznaniem zarazków i wirusów, ludzie wiedzieli o dezynfekujących właściwościach miedzi. „Miedź jest prawdziwym darem od Matki Natury, ponieważ rasa ludzka używa jej od ponad ośmiu tysiącleci,” mówi Michael G. Schmidt, profesor mikrobiologii i immunologii na Uniwersytecie Medycznym Południowej Karoliny, który bada zastosowanie miedzi w służbie zdrowia.
Pierwsze odnotowane użycie miedzi jako środka zabijającego infekcje pochodzi z Papirusu Smitha, najstarszego znanego dokumentu medycznego w historii. Zawarte w nim informacje zostały przypisane egipskiemu lekarzowi około 1700 r. p.n.e., ale opierają się na informacjach pochodzących aż z 3200 r. p.n.e. Egipcjanie oznaczyli miedź w hieroglifach symbolem ankh, reprezentującym wieczne życie.
Już 1600 lat p.n.e. Chińczycy używali miedzianych monet jako lekarstwa na bóle serca i żołądka oraz choroby pęcherza. Żeglujący po morzach Fenicjanie wkładali wióry ze swoich brązowych mieczy do ran bitewnych, aby zapobiec infekcji. Od tysięcy lat kobiety wiedziały, że ich dzieci nie dostawały tak często biegunki, gdy piły z miedzianych naczyń i przekazywały tę wiedzę kolejnym pokoleniom. „Nie trzeba mieć wykształcenia medycznego, żeby zdiagnozować biegunkę” – mówi Schmidt.
A moc miedzi jest trwała. Zespół Keevila sprawdził kilka lat temu stare poręcze w Grand Central Terminal w Nowym Jorku. „Miedź nadal działa tak samo jak w dniu, w którym została zamontowana ponad 100 lat temu,” mówi. „Ten materiał jest trwały, a efekt antybakteryjny nie znika.”
/https://public-media.si-cdn.com/filer/08/55/0855a323-8f47-4288-b49e-e44a4530f1f5/royal_observatory_edinburgh_east_tower_2010_cropped.jpg)
Long-Lasting Power
To, co wiedzieli starożytni, potwierdzili współcześni naukowcy i organizacje takie jak Agencja Ochrony Środowiska. EPA zarejestrowała około 400 powierzchni miedzianych jako antybakteryjne. Ale jak dokładnie to działa?
Metale ciężkie, w tym złoto i srebro są antybakteryjne, ale specyficzny atomowy makijaż miedzi daje jej dodatkową moc zabijania, mówi Keevil. Miedź ma wolny elektron w swojej zewnętrznej powłoce orbitalnej elektronów, który łatwo bierze udział w reakcjach utleniania-redukcji (co również sprawia, że metal jest dobrym przewodnikiem). W rezultacie, jak mówi Schmidt, staje się ona „molekularnym granatem tlenowym”. Srebro i złoto nie mają wolnego elektronu, więc są mniej reaktywne.
Miedź zabija również w inny sposób, według Keevila, który opublikował prace na temat tego efektu. Kiedy mikrob ląduje na miedzi, jony rażą patogen jak atak pocisków, zapobiegając oddychaniu komórkowemu i dziurawiąc błonę komórkową lub powłokę wirusową i tworząc wolne rodniki, które przyspieszają zabijanie, szczególnie na suchych powierzchniach. Co najważniejsze, jony poszukują i niszczą DNA i RNA wewnątrz bakterii lub wirusa, zapobiegając mutacjom, które tworzą odporne na leki superbakterie. „Właściwości te nigdy się nie ścierają, nawet jeśli się zmatowią”, mówi Schmidt.
Schmidt skupił swoje badania na pytaniu, czy stosowanie stopów miedzi w często dotykanych powierzchniach zmniejsza infekcje szpitalne. Każdego dnia, około jeden na 31 pacjentów szpitala ma co najmniej jedną infekcję związaną z opieką zdrowotną, według Centrów Kontroli Chorób, co kosztuje aż 50,000 dolarów na pacjenta. Przełomowe badanie Schmidta, finansowane przez Departament Obrony, przyjrzało się stopom miedzi na powierzchniach takich jak poręcze przy łóżkach, stoliki, stojaki do wlewów dożylnych i podłokietniki krzeseł w trzech szpitalach w całym kraju. To 43-miesięczne śledztwo wykazało 58-procentową redukcję infekcji w porównaniu z rutynowymi protokołami infekcji.
Dalsze badania utknęły w martwym punkcie, kiedy Departament Obrony skupił się na epidemii Zika, więc Schmidt zwrócił swoją uwagę na współpracę z producentem, który stworzył miedziane łóżko szpitalne. Dwuletnie badania opublikowane na początku tego roku porównywały łóżka na oddziale intensywnej opieki medycznej z plastikowymi powierzchniami i tymi z miedzi. Barierki na plastikowych powierzchniach przekraczały przyjęte normy ryzyka w prawie 90 procentach próbek, podczas gdy barierki na miedzianym łóżku przekraczały te normy tylko w 9 procentach. „Ponownie wykazaliśmy, że miedź może utrzymać środowisko zbudowane w czystości przed mikroorganizmami,” mówi.
Schmidt jest również współautorem 18-miesięcznego badania prowadzonego przez Shannon Hinsa-Leasure, mikrobiologa środowiskowego w Grinnell College, które porównało liczebność bakterii w zamieszkałych i niezamieszkałych pokojach w 49-łóżkowym szpitalu wiejskim Grinnell Regional Medical Center. Ponownie, miedź zmniejszyła liczbę bakterii. „Jeśli używasz stopu miedzi, który zawsze działa,” mówi Hinsa-Leasure, „nadal musisz czyścić środowisko, ale masz coś, co działa cały czas (w celu dezynfekcji), jak również.”
Wykorzystanie miedzi
Keevil i Schmidt odkryli, że zainstalowanie miedzi na zaledwie 10 procentach powierzchni zapobiegnie infekcjom i pozwoli zaoszczędzić 1,176 dolarów dziennie (porównując zmniejszone koszty leczenia infekcji do kosztów zainstalowania miedzi). Jednak szpitale nie reagują na to zbyt szybko. „Byłam zaskoczona, jak wolno to było podejmowane przez szpitale,” dodaje Hinsa-Leasure. „Wiele z tego ma związek z naszym systemem opieki zdrowotnej i finansowaniem szpitali, które jest bardzo ograniczone. Kiedy nasz szpital przebudowywał nasz oddział ratunkowy, zainstalowaliśmy stopy miedzi w kluczowych miejscach. Ma to więc wiele sensu, gdy przeprowadzasz renowację lub budujesz coś nowego. Jest to droższe, jeśli po prostu zmieniasz coś, co już masz.”
System Sentara Hospital w Północnej Karolinie i Wirginii uczynił powierzchnie impregnowane miedzią standardem w 13 szpitalach w 2017 roku dla stołów nadłóżkowych i szyn łóżkowych po tym, jak badanie kliniczne z 2016 roku w szpitalu w Virginia Beach wykazało 78-procentową redukcję organizmów odpornych na leki. Korzystając z technologii zapoczątkowanej w Izraelu, szpital przeniósł się również na pościel z domieszką miedzi. Keevil mówi, że Francja i Polska zaczynają umieszczać stopy miedzi w szpitalach. W Peru i Chile, które produkują miedź, jest ona wykorzystywana w szpitalach i systemach transportu publicznego. „Więc to idzie na całym świecie, ale to jeszcze nie wystartował,” mówi.
Jeśli miedź zabija COVID-19, należy okresowo toczyć kilka groszy i niklu wokół w swoich rękach? Trzymaj się wody, mydła i środka odkażającego. „Nigdy nie wiadomo, jak wiele wirusów jest związanych z dłonią, więc może to nie załatwić ich wszystkich” – mówi Schmidt. „To będzie tylko przypuszczenie, czy miedź będzie całkowicie chronić”
.