Właściwości i zastosowanie miedzi przeciwdrobnoustrojowej, Prezentacje z Szpital

Pobierz Właściwości i zastosowanie miedzi przeciwdrobnoustrojowej i więcej Prezentacje w PDF z Szpital tylko na Docsity! MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2018, Właściwości i zastosowanie miedzi przeciwdrobnoustrojowej w zapobieganiu zakażeniom szpitalnym w placówkach medycznych Properties and use of antimicrobial copper in the prevention of nosocomial infections in medical facilities Anna Kinga Kierzkowska Zakład Bakteriologii i Zwalczania Skażeń Biologicznych, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny w Warszawie Wielolekooporne szczepy bakterii są jedną z głównych przyczyn zaka- żeń wśród pacjentów w szpitalach na całym świecie. Obecnie priorytetem wszystkich placówek medycznych jest ograniczenie rozprzestrzeniania się drobnoustrojów i zmniejszenie ryzyka ich występowania. W tym celu pro- wadzi się m.in. kampanie poświęcone prawidłowej higienie rąk, która jest podstawą w ograniczeniu rozprzestrzeniania się patogenów. W szpitalach coraz częściej stosuje się elementy wyposażenia wewnętrznego powleczone stopami miedzi przeciwdrobnoustrojowej, które mają za zadanie ograni- czenie rozprzestrzenianie się drobnoustrojów. Słowa kluczowe: miedź przeciwdrobnoustrojowa, dezynfekcja, zakażenia szpitalne ABSTRACT Multi-drug resistant bacterial strains are one of the main causes of infection among pa- tients in hospitals around the world. Currently, the priority of all facilities is to limit the spread of microorganisms and reduce the risk of their occurrence. For this purpose, among others, campaigns devoted to proper hand hygiene, which are the basis for limit- ing the spread of pathogens. All over the world, in medical facilities, there are more and more elements of internal equipment coated with antimicrobial copper alloys. There is evidence that the use of such elements is an effective method of reducing the develop- ment of microorganisms Keywords: Antimicrobial copper, disinfection, antimicrobial activity, nosocomial infections 70: 83 - 90 84 Nr 1A.K. Kierzkowska WSTĘP Antybakteryjne właściwości miedzi znane są od tysięcy lat. W okresie starożytnym, w Indiach, Grecji i Egipcie, miedź dzięki swoim właściwościom fizyko-chemicznym była stosowana w metaloterapii – alternatywnej metodzie leczenia i zapobiegania rozwojowi chorób poprzez kontakt miedzi z chorą częścią ciała. Greccy żołnierze zdrapywali miedź ze swoich mieczy i przykładali ją na otwarte rany aby zapobiec infekcji. Aztekowie używa- li tlenku miedzi oraz malachitu do leczenia zmian skórnych. Amerykańscy pionierzy, za- siedlający nowe terytoria, umieszczali miedziane monety w beczkach na wodę aby odkazić wodę pitną (3). Egipcjanie do swoich zabiegów medycznych stosowali maści z domieszką miedzi aby zahamować rozwój infekcji. W Indiach stosowano naczynia do przechowy- wania żywności oraz naczynia do przechowywania wody wykonane ze stopów miedzi. Uważano, że naczynia wykonane z tego materiału zapobiegają rozwojowi chorób (7). Naj- starszy zapis medyczny dotyczący zastosowania miedzi został zapisany w staroegipskim podręczniku medycznym - Smith Papirus około 2600 - 2200 roku p.n.e. Opisano w nim za- stosowanie miedzi do odkażania ran klatki piersiowej i wody pitnej. Zastosowanie miedzi w medycynie stało się szeroko rozpowszechnione pod koniec IX wieku. Różne preparaty z zawartością miedzi były stosowane w przewlekłych stanach zapalnych, egzemach skór- nych, w leczeniu gruźlicy, kiły, tocznia, nerwobólu twarzy (9). Zakażenia szpitalne stanowią problem w placówkach medycznych na całym świe- cie. Według Europejskiego Centrum Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC) w Europie trzy miliony infekcji szpitalnych jest przyczyną od 5000 do nawet 20000 zgonów rocz- nie. Ponad 80% chorób zakaźnych jest przenoszonych drogą kontaktową (1). Największy problem stanowią: metycylino-oporny Staphylococcus aureus (MRSA), Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae oraz Clostridium difficile (14). Leczenie powikłań u pacjentów niesie za sobą ogromne koszty i straty finansowe, sięgające około 5,5 mld euro rocznie. Z tego względu placówki medyczne coraz częściej sięgają po dodatkowe rozwiązania, które umożliwiłyby ograniczenie rozprzestrzeniania się zakażeń szpitalnych (14). Jednym z takich rozwiązań jest zastosowanie materiałów o powierzchni pokrytej certyfikowanym stopem miedzi (>60%). Jak udowodniły badania naukowe, miedź wykazuje właściwości przeciwdrobnoustrojowe i wpływa na unieszkodliwianie mikroorganizmów patogennych odpowiedzialnych za zakażenia u ludzi (2, 3, 14, 15, 11). CHARAKTERYSTYKA MIEDZI Miedź jest metalem ciężkim o barwie pomarańczowo-czerwonej o gęstości 8,96 g/cm3. Pozyskiwana jest z rudy miedzi na całym świecie, głównie w Chile, Peru, Chinach, Sta- nach Zjednoczonych i Australii. Miedź w środowisku naturalnym występuje w postaci rodzimej oraz rudach siarczkowych: chalkozynie i chalkopirycie. Temperatura topnienia miedzi wynosi 1084,88 ºC. Po wytopieniu i oczyszczeniu przybiera postać miękkiego me- talu charakteryzującego się dobrym przewodnictwem elektrycznym i cieplnym. Miedź jest odporna na wilgoć i korozje (4). W małych ilościach miedź jest pierwiastkiem niezbędnym do życia roślin i zwierząt, natomiast w większych prowadzi do zaburzeń funkcjonowania komórki, a następnie do jej śmierci (3). 87Nr 1 Miedź przeciwdrobnoustrojowa w zapobieganiu zakażeniom szpitalnym silnie wpływa na DNA oraz zaburza proces metaboliczny białek, lipidów, proces oddycha- nia i prowadzi do obumierania komórki, a w konsekwencji do jej rozpadu (9). Jony miedzi mogą również zespalać informacyjny RNA i w ten sposób dezaktywować wirusy (9). Autorzy wielu publikacji na przestrzeni lat 80’tych przedstawili badania w których wykazali przeciwbakteryjne mechanizmy miedzi zachodzące na płaszczyźnie wewnątrz- komórkowej oraz przestrzeni międzykomórkowej, potwierdzając, że miedź wykazuje działanie przeciwdezynfekcyjne, np. chelatuje białka poprzez łączenie się z białkowymi grupami karboksylowymi i aminowymi. Miedź może także zaburzać strukturę i funkcję enzymów poprzez wiązanie się z grupą tiolową lub innymi grupami cząsteczek oraz wcho- dzić w reakcje z lipidami powodując ich utlenienie i otwierając kanały w błonie komór- kowej, obniżając tym samym poziom integralności komórki. Kompleksy miedzi tworzą rodniki, które inaktywują wirusy (10). MATERIAŁY WYKONYWANE Z MIEDZI PRZECIWDROBNOUSTROJOWEJ Obecnie ze stopów miedzi wykonywana jest szeroka gama produktów, które w skutecz- ny sposób eliminują bądź ograniczają rozprzestrzenianie się mikroorganizmów. Należą do nich: klamki, uchwyty, gałki do drzwi, uchwyty od łóżek pacjentów, szafek, szuflad, krzeseł, stolików zabiegowych, łóżkowych, armatura, toalety, stojaki na kroplówki, umywalki, do- zowniki płynów do higienicznego mycia rąk, wózki, gniazda elektryczne, włączniki świateł w pomieszczeniach opieki zdrowotnej, akcesoria komputerowe, urządzenia do wprowa- dzania danych, kosze na śmieci, krzesła dla gości. Stopy miedzi można wykorzystać nie tylko do pokrywania powierzchni elementów wyposażenia szpitalnego ale także przy projektowaniu systemów wentylacyjno-klimatyza- cyjnych w celu zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza w pomieszczeniach pacjen- tów, zwłaszcza na salach operacyjnych (3). Ryc. 1. Etapy uszkodzenia komórki bakteryjnej przez jony miedzi. A – rozpuszczenie błony ze- wnętrznej bakterii, B – uszkodzenie błony zewnętrznej komórki bakteryjnej, C – jony miedzi indu- kują generowanie reaktywnych form tlenu, D – DNA genomowe i plazmidowe ulega degradacji (3) 88 Nr 1A.K. Kierzkowska PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE MIEDZI PRZECIWDROBNOUSTROJOWEJ W SŁUŻBIE ZDROWIA NA ŚWIECIE I W POLSCE Zastosowanie miedzi przeciwdrobnoustrojowej jako składnika licznych stopów wy- korzystywanych w placówkach medycznych umożliwia ograniczenie rozprzestrzeniania się zakażeń szpitalnych (6). Według oficjalnych statystyk, w krajach rozwiniętych 5 - 10 pacjentów na 100 przyjętych do szpitali jest zakażonych różnymi drobnoustrojami (1). Tabela II. Przykładowe porównanie redukcji liczby bakterii (w CFU/ml) wg wyników badań prze- prowadzonych w szpitalu Selly Oak w Wielkiej Brytanii (1). Mikroorganizmy Redukcja log (CFU/ml) na miedzi Redukcja log (CFU/ml) na stali szlachetnej E. coli (ESBL) > 5 0 S. aureus (MSSA) > 5 0 E. faecium 3,7 0 C. albicans > 5 0 K. pneumoniae > 5 0 A. baumanii > 4,1 0 Wyniki badań prowadzonych w szpitalach wykazały, że 75% pracowników służby zdrowia nie myje rąk wystarczająco często i dokładnie aby zapobiec rozprzestrzenianiu się choro- botwórczych drobnoustrojów (14). Z tego powodu, w celu przeciwdziałania zakażeniom szpitalnym, WHO wprowadziło kampanię promującą higienę rąk. Według wyników badań przeprowadzonych w USA, 35-80% przypadków bakteryj- nych zakażeń pacjentów jest wynikiem powikłań po pobycie w szpitalu (13). Aby znaleźć rozwiązanie tego problemu i ograniczyć rozprzestrzenianie się mikroorganizmów, przepro- wadzono badania w Wielkiej Brytanii, Stanach Zjednoczonych oraz Chile nad wykorzy- staniem powierzchni wykonanych ze stopów miedzi przeciwdrobnourojowej. Okazało się, że zastosowanie tych powierzchni umożliwiło redukcję liczby mikroorganizmów o 90%. Wyniki te skłoniły środowisko medyczne do wprowadzania miedzianych powierzchni do- tykowych w szpitalach, między innymi w Niemczech, Polsce, Japonii, USA i Finlandii jako skuteczny środek zapobiegania rozprzestrzeniania się infekcji (13). Według wielu kompleksowych badań prowadzonych od kilku lat w ośrodkach nauko- wych w Stanach Zjednoczonych, stosowanie powierzchni miedzianych w pomieszczeniach oddziału intensywnej opieki medycznej obniża ryzyko zakażeń szpitalnych o około 40% (18). Stwierdzono, że głównym źródłem zakażeń są: poręcze, stoliki, krzesła, przyciski przywoływania pielęgniarki, uchwyty drzwi. Zdecydowano wymienić różne powierzchnie dotykowe na miedziane, m.in.: poręcze łóżek, stoliki przyłóżkowe, przyciski do wzywania pielęgniarki, stojaki do kroplówek. Zastosowanie tych elementów w pomieszczeniach po- skutkowało obniżeniem liczebności mikroorganizmów na badanych powierzchniach (7). Po pojawieniu się najnowszych wyników badań naukowych pokazujących, że stoso- wanie elementów wyposażenia z miedzi przeciwdrobnoustrojowej może skutecznie ogra- niczyć rozprzestrzenianie się mikroorganizmów chorobotwórczych w szpitalach i placów- kach medycznych zaczęto je wprowadzać i wymieniać na całym świecie. Najczęstszymi 89Nr 1 Miedź przeciwdrobnoustrojowa w zapobieganiu zakażeniom szpitalnym elementami wyposażenia szpitalnego były: klamki, uchwyty, stojaki na kroplówkę, porę- cze łóżek, poręcze w łazienkach, pod prysznicami i w toaletach, deski klozetowe i spłucz- ki, siedzenia pod prysznicem, maty antypoślizgowe w łazience, wózki na leki, włączniki świateł, krany oraz długopisy kulkowe (1). W Wojewódzkim Szpitalu Specjalistycznym we Wrocławiu wprowadzono na oddzia- le nefrologicznym, w pododdziałach diabetologicznym i transplantologicznym miedziane elementy m.in. w drzwiach - klamki i uchwyty do popychania drzwi, miedziane stojaki na kroplówkę, poręcze łóżek, poręczę w łazienkach, pod prysznicami i w toaletach, deski klozetowe i spłuczki, siedzenia pod prysznicem, maty antypoślizgowe w łazience, wózki na leki, włączniki świateł oraz długopisy kulkowe (1). Elementy wyposażenia wykonane z miedzi przeciwdrobnoustrojowej wprowadziły także inne szpitale w Polsce, takie jak: Zachodniopomorskie Centrum Onkologii w Szcze- cinie, Szpital w Ostrowie Wielkopolskim, Szpitale Tczewskie, Szpital Praski p.w. Prze- mienienia Pańskiego w Warszawie, PAKS Kliniki Serca w Wodzisławiu Śląskim, Siódmy Szpital Marynarki Wojennej w Gdańsku, SP ZOZ w Kolbuszowej i Międzyrzeczu (18). Wszystkie miedziane produkty są oznakowane symbolem „Cu+” potwierdzającym, że uży- te stopy redukują mikroorganizmy. PODSUMOWANIE Wiele naukowych badań poświęconych miedzi przeciwdrobnoustrojowej przeprowa- dzonych w placówkach medycznych wykazało, że może być ona z powodzeniem wyko- rzystywana do ograniczania liczebności mikroorganizmów na powierzchniach z którymi ma kontakt personel i pacjenci, przyczyniając się tym do ograniczenia występowania za- każeń szpitalnych. Wyposażenie placówek opieki zdrowotnej w przedmioty o powierzchni z miedzi prze- ciwdrobnoustrojowej jest korzystne z ekonomicznego punktu widzenia, gdyż w porówna- niu do kosztów leczenia zakażeń szpitalnych, koszt materiału oraz utrzymania i konserwa- cji powierzchni miedzianych jest niski, a czas ich eksploatacji nieograniczony. PIŚMIENNICTWO 1. Antimicrobial Copper. Wykorzystanie Miedzi przeciwdrobnoustrojowej. Praktyczne zastosowania-służba zdrowia. Publikacja CDA. Polskie Centrum Promocji Miedzi 2012. 2. Borkow G, Gabbay J. Copper as Biociadal Tool. Current Medical Chemistry 2005; 12: 2163 3. Borkow G, Gabbay J. Copper, an ancient remedy returning to fight microbial, fungal and viral infections. Current Chemical Biology 2009; 3: 272-8. 4. Brymora K. Historia jednego surowca. Miedź. Logistyka odzysku 2016; 2: 60-2. 5. Bryony S. Lower infection rates through copper surfaces. Health Bussiness. 2014. 6. Bryony S. The Hygienic Properties of Antimicrobial Copper. Fm World 2015; 34 7. https://www.antimicrobialcopper.org/sites/default/files/upload/media-library/files/ pdfs/uk/articles/bbh-special-report-2012.pdf