A réz antimikrobiális hatására vonatkozó új bizonyítékok

biofilm.jpg
A fertőzések aránya csökkenthető, de a réz és ötvözetei száraz érintőfelületeken és nedves környezetben gyakorolt hatása nem tévesztendő össze.

Európában 14-ből egy páciens nozokomiális fertőzést szerez kórházi tartózkodása során. Ez a becslések szerint évente 147 000 halálesethez vezet. Egy, a közelmúltban végzett kórházi kutatás újra bebizonyította, hogy a szilárd réz anyagok atmoszferikus körülmények között (például olyan gyakran érintett felületeken, mint az ajtókilincsek), fenntartható módon képesek csökkenteni a csíraterhelést, így a fertőzések arányát is. Ezen eredmények pozitív hatással lehetnek az emberi érintésnek kitett környezetre; ugyanakkor a vízvezeték-szerelőknek és tervezőknek tisztában kell lenniük azzal, hogy az ivóvízkezelés területét világosan meg kell különböztetni: a réz valóban bír higiénikus tulajdonságokkal ivóvíz esetén is, ám az anyagnak nem minden antimikrobiális hatása érvényesül ilyenkor. Ezért a fentiekben bemutatott esettel ellentétben, az ivóvízre vonatkozóan a réz antimikrobiális hatása korlátozott.

Számtalan, évekig zajló laboratóriumi és kórházi tanulmány során próbálták meghatározni, hogy az antimikrobiális szilárd réz anyagok (azaz nem bevonatok) milyen mértékben járulhatnak hozzá az olyan veszélyes kórházi kórokozók elleni küzdelemhez, mint például az MRSA baktérium. A 65%-nál magasabb réztartalommal bíró ötvözetekből készült eszközök használata deaktiválja azon veszélyes baktériumokat, melyek életveszélyes fertőzéseket okozhatnak, különösen az idős vagy legyengült páciensek esetén – ez egy jól megalapozott tény. Az amerikai kórházakban folytatott legújabb kutatások újra kimutatták, hogy az antimikrobiális rézötvözetek csökkenteni is képesek a fertőzések arányát. A kísérletben a páciensek két csoportját különböző berendezésekkel (réz felületekkel vagy azok nélkül) felszerelt szobákban helyeztek el, és a következőket figyelték meg: az antimikrobiális rézötvözetből készült tárgyakkal berendezett szobákban a kórházi fertőzések aránya 58%-kal csökkent a „nem-réz szobákban” elhelyezett betegekéhez képest [1].

amc_bed_1.jpg

Antimikrobiális rézfelületek kórházi környezetben

A réz biológiai, egyben antimikrobiális hatásmechanizmusa többé-kevésbé tisztázott

A Berni Egyetem (Svájc) biokémikusainak és a Saarland Egyetem (Németország) anyagkutatóinak mostanra sikerült kimutatniuk, miért pusztulnak el a baktériumok a rézfelületeken. A gyakorlatilag száraz légköri körülmények között (mint például a fentebb ismertetett kórházi vizsgálatokban) a kutatócsoport a laboratóriumi kísérletek során megfigyelte, hogy a korábban leírtakhoz képest sokkal gyorsabban lehetett gátolni, végül megölni a baktériumokat bármikor, ha a fémes réz felülettel közvetlen kapcsolatba kerültek. [2]. Feltételezhetően ezen légköri körülmények között az anyaggal való kapcsolat során a baktérium sejthártyája súlyosan sérül, így a további sejtpusztító lépcsőkhöz szükséges körülmények kialakulnak. Nagy valószínűséggel a rézfelület és a rajta lévő csírák közötti összetett elektrokémiai folyamatok játszanak szerepet ebben a jelenségben. Az ilyen rézfelület többé-kevésbé katalizátorként működik. Ezután a csírák végső elpusztításához többek között a cella belsejében zajló, ion alapú mechanizmusok vezetnek.

Az ivóvíz esetén más a helyzet

Összehasonlítva a fentiekben leírt, légköri (száraz) környezetben létrejövő kapcsolatokat a vizes környezetben, például ivóvízben kialakuló kapcsolatokkal, kimutatták, hogy a réz vagy számtalan rézötvözet higiéniai jellemzői nagyban eltérhetnek egymástól, a különböző folyamatok kölcsönhatásától és a külső körülményektől függően.

Vizes környezetben (pl., a vízvezetékcsövekben) a mikroorganizmusok (többnyire) nem érintkeznek közvetlenül az anyaggal, ezért alapvetően csak a rézionok tudják kifejteni hatásukat. A tudomány jelen állása szerint az antimikrobiális hatás a víz rézion koncentrációjától függ [3], a speciális réz-ion eszközök (réz-ezüst fertőtlenítő technika) használatával [4] vagy bármely más rézforrással összefüggésben. A rézcsövekre vonatkozóan a szakirodalomra tudunk hivatkozni [5, 6]. Azonban, különösen ennél az alkalmazásnál, fontos megvizsgálni a tiszta réz, a kialakuló védőréteg komponensei és a tényleges ivóvíz közötti különböző kémiai kölcsönhatásokat.

Bár a réz, mint biofém, létfontosságú nyomelemként minimális mennyiségben minden baktérium számára szükséges, bizonyos meghatározott rézion sűrűség felett reprodukciós anyagcseréjük leáll. A víztisztaság szempontjából a baktérium reprodukciós rátájának nullára csökkentése azt jelenti, hogy nem jöhet létre az a baktériumsűrűség, amely elegendő lenne a P. aeruginosa vagy L pneumophila által kiváltott fertőzéshez. Ugyanakkor hangsúlyozni kell, hogy a közelmúltban más csoportok által végzett kutatások kimutatták, hogy a baktérium reprodukciójának leállítása nem egyenlő magának a baktériumnak az elpusztításával vagy teljes kiküszöbölésével, de jelenlétének hiányával sem. Ezért az ivóvízben a rézionok antimikrobiális hatása, legalábbis részben, a baktériumszaporodást késleltető funkcióra korlátozódik; „abszolút sterilizáló” hatás nem várható. Ebben a kontextusban a biofilm (szerves anyagokból álló réteg a cső vagy berendezés belső falán) az épületeken belüli rendszerekben betöltött szerepe szintén érdekes. A Német Szövetségi és Oktatási Minisztérium (Bundesministerium für Bildung und Forschung vagy BMBF) illetve az ipar által támogatott DVGW egyesület szponzorálásával két német kutatási projekt nyújt alaposabb bepillantást a réz, ivóvíz és a kórokozó baktériumok közötti felületen zajló nagyon összetett folyamatokba.

biofilm_in_een_drinkwatervoorraadvat.jpg

Biofilm (szerves üledék) eltávolítva az ivóvízrendszerből

Amennyiben a fentiekben ismertetett tudással tekintünk a réznek a csőrenszerekben betöltött szerepére, egyértelművé válik, hogy mostanáig rengeteg tény keveredett sok ál-információval, egyszerűen az információ hiányából adódóan. Természetesen a réz különösen alkalmas és higiénikus anyag csövek készítésére, beleértve az ivóvízvezetékeket. Mégis előfordulhatnak olyan esetek, mikor a rézvezetékek használata ellenére megnövekedett baktériumkoncentrációt találtak. Ugyan más anyagokhoz képest ez sokkal ritkábban fordul elő a rézcsövek esetébenl, mégis le kell szögezni, hogy önmagában a rézvezeték nem nyújt „teljes” védelmet a vízben tenyésző fertőzésekkel szemben. Egy lelkiismeretes vízvezeték-szerelőnek ezeket a tényeket közölnie kell – anélkül, hogy szerénykedni kellene a réz kiváló higiéniai tulajdonságai miatt.

A felelősségteljes kommunikáció a technológia általánosan elfogadott szabályaira (allgemein anerkannte Regeln der Technik vagy aaRdT) való hivatkozást is tartalmaz. Ezen szabályok vonatkoznak mind a műszaki berendezések szerelésére, mind az üzemeltetésükre. Az aaRdT-t mint vonatkozó szabálykönyvet mindig is alkalmazták, de az új ivóvíz-szabályozással, legalábbis Németországban (esetleg más országokban is) az előírások most már többé-kevésbé kötelező jellegűnek mondhatók. Amennyiben nem tartják be az aaRdT-t az épület vezetékhálózatát az anyaghasználattól függetlenül nem lehet fenntarthatóan megvédeni a mikrobiológiai szennyeződésektől.

Száraz felületek (érintőfelületek)

A speciális antibakteriális rézötvözetekből készült száraz felületek esetén – melyeket a bőrrel való érintkezéssel terjedő kórokozók elleni használatra terveztek – a csíraszám csökkentése nem magyarázható teljes egészében az ionok jelenlétével. Ahogy fentebb említettük, feltételezések szerint a részben egymást követő, részben összekapcsolódó fizikai és biológiai folyamatok váltják ki a baktériumok – tesztkörülményektől függő – nagyon gyors eltűnését az megérintett felületekről.

A kémiai eljárásokkal szemben – melyet leginkább a nem antimikrobiális alapanyagok bevonatával operáló eljárásokban alkalmaznak – az antimikrobiális réz alapú ötvözetekből készült termékek mind a termék felszínén, mind azalatt erősen antimikrobiális hatásúak és azok is maradnak. Így a bevonatokat alkalmazó folyamatok egyik nagy hátránya elkerülhető: az aktív felületeknek a használódás függő károk, mint a súrlódás vagy karcolás okozta csökkenése [7]. A jelenlegi alapkutatás a különböző kutatóintézetek és a Copper Alliance hálózatához tartozó, a világ minden tájáról csatlakozó rézintézetek hosszútávú, intenzív együttműködésére épül. Eredetileg a higiéniai szakemberek a különböző rézintézeteket egymástól függetlenül keresték meg az antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek terjedésének felgyorsulásával kapcsolatban. A cél az volt, és most is az, hogy hatékony módszereket találjanak az olyan mikroorganizmusok elszaporodásának feltartóztatására, melyek fertőzési potenciálja többé már nem kontrollálható – vagy csak nagyon kis mértékben. A kórházakban a baktériumszám csökkentésének minden eszközét a többszörös védelmi rendszer részének kell tekinteni, függetlenül a réz anyagokkal kapcsolatos kutatásoktól [8]. Ebben elsődleges szerepe van a kórházakban a kézhigiéniának, melyet további kapcsolódó kórházhigiénés protokollok követnek. Ugyanakkor fontos szimbiózis jön létre az alkalmazott fertőtlenítési eljárások szinergikus kölcsönhatásából és az antibakteriális anyagjellemzők alkalmazásából is.

A felületre felvitt fertőtlenítőszereknek megvan az az előnye, hogy nagyon gyors csíra-eliminációs hatásuk van (top-down), korlátjuk viszont abból a tényből fakad, hogy hatásuk csak rövidtávú. Antibakteriális felületi anyag használatával (bottom-up) különösen a kórokozók ismételt keletkezése, illetve – ugyanilyen gyors – újra megjelenése és terjedése tartóztatható fel fenntartható hatással.

A fordítást készítette: Magyar Rézpiaci Központ

A fordítás eredetije:

A SANITÄRJOURNAL / SONDERHEFT INSTALLATIONSTECHNIK 2013 német szaklapban megjelent cikk, melynek szerzője Dr. Klaus Ockenfeld, a Német Rézintézet (Deutsches Kupferinstitut) munkatársa.

A Magyar Rézpiaci Központ megjegyzése

Amint a cikk is rámutat, a rézcsövek alkalmazása ivóvízvezetékek szereléséhez ugyan csökkenti a baktériumok szaporodását, de önmagában nem jelent teljes védelmet. Az ivóvízvezetékek tervezését, kivitelezését és üzemeltetését Európában és hazánkban is szabványok szabályozzák (pl. MSZ EN 806 sorozat), és ezek betartásával minimalizálható a fertőzések kockázata. További hasznos információ: Legionella az ivóvízben

Hivatkozások:

[1] Salgado et al. (2013): Copper Surfaces Reduce the Rate of Healthcare-Aquired Infections in the Intensive Care Unit. 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. April 2013, Volume 79, Number 8, Applied and Environmental Microbiology, p. 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. Emerg. Defect. Dis. 10 (3):457-64

[4] Block, S. S. (2001): Disinfection, Sterilization and Preservation (5th ed.). Lippincott Williams & Wilkins pp 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. 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. 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. Appl. Environ. Microbiol.77 (5): 1541-1547

Share >

Rézcsöves hírek
p1030705.jpg
A rézcsővezeték előnye jelentő és nyilvánvaló, a napjainkban elfogadott szemléletet a „T”- idomok ellenállásával kapcsolatosan szükséges átértékelni, főképpen azoknál az épületgépészeti rendszereknél, amelyeknél az idomok okozta nyomásveszteség a hálózat áramlástechnikai ellenállására markáns hatást gyakorol. Gergely Dániel Zoltán, BSc épületgépész mérnök cikke. A cikk teljes verziója PDF-ben letölthető az oldal alján.
2017/03/06