Fragen & Antworten

 


How Does Copper Work?
How does copper kill pathogens?
Copper is an essential nutrient for humans as well as bacteria but, in high doses, copper ions can cause a series of negative events in bacterial cells.  The exact mechanism by which copper kills bacteria is still unknown, however several theories exist and are being studied.  They include:
n    Causing leakage of potassium or glutamate through the outer membrane of bacteria
n    Disturbing osmotic balance
n Binding to proteins that do not require copper
n Causing oxidative stress by generating hydrogen peroxide.
How quickly do copper alloys kill MRSA?
Laboratory tests have demonstrated that copper alloys kill 99.9% of MRSA within two hours.
Does this mean that there is a delay in the antimicrobial effect?
No, copper starts to have its antimicrobial effect immediately. The times stated are for scientific tests carried out under strictly controlled and reproducible conditions and therefore state the times for total elimination in a particular set of conditions. In these tests, an extremely high challenge of bacteria is used, many orders of magnitude higher than would be encountered in a real clinical situation. When tests are repeated using lower doses of contamination, total elimination of, e.g., MRSA, takes as little as 15 minutes.
Won't microorganisms develop resistance to copper?
This is highly unlikely for three reasons:
n    Copper is naturally present in the earth's crust and, to date, no resistant organisms have been demonstrated.  Copper-tolerant organisms do exist but even these die on contact with copper surfaces.
n    Copper kills microorganisms by multiple pathways rather than by acting in a specific way on one receptor.
n    Microorganisms are killed before they can replicate, thus they cannot pass down genetic material which would ultimately allow it to evolve and develop resistance.


Copper vs Other Antimicrobial Materials
How is copper superior to other antimicrobial surfaces?
Copper and copper alloy products are antimicrobial through and through.  Even when surfaces made of these materials are scratched, their antibacterial efficacy continues to work - they won't wear away like coatings or other treatments can.  Copper alloys are the only solid surfaces with an EPA public health product registration.
Do aluminium, stainless steel and plastics have antimicrobial properties?
No.  Comparative antimicrobial efficacy studies have been conducted on copper, aluminium, stainless steel, PVC and polyethylene.  While it has been clearly demonstrated that copper is able to kill microbes quickly and effectively, there is no evidence that aluminium, stainless steel, PVC or polyethylene exhibit antimicrobial properties.
How does copper compare to silver in efficacy?
In Keevil's Southampton tests, polymeric coatings impregnated with silver particles behave in the same way as the stainless steel control at ambient temperature and humidity i.e. they show no antimicrobial effect.  Many silver-containing antimicrobial coatings use a Japanese Industrial Standard to test for antimicrobial efficacy.  However, the test conditions of the Japanese Standard are highly unrepresentative of conditions typically found in healthcare facilities.
The Japanese Standard is a 24 hour test at 37 degrees Celsius and greater than 90% relative humidity.  Additionally, a plastic film is pressed over the sample to retain humidity.  Under these test conditions, silver-containing coatings do exhibit notable antimicrobial performance.  This is largely influenced by the excess moisture available to participate in ion-exchange reactions required to release silver-ions to combat microorganisms.  However, as Keevil demonstrated, when the temperature and humidity are decreased to typical indoor levels, the coatings have no antimicrobial effect and are indistinguishable from the stainless steel control.  All copper alloys tested were effective under all tested conditions.
A separate study by Dr Harold Michels confirmed Professor Keevil's findings.  Dr Michels tested the antimicrobial efficacy of various copper alloys and a silver-containing coating on stainless against MRSA under the temperature and humidity conditions prescribed by the Japanese Industrial Standard, and under temperature and humidity conditions typically found in indoor facilities (20oC and 20-24% relative humidity).  At 90% relative humidity and 35oC, all of the materials killed more than 99.9999% of MRSA.  At 90% relative humidity and 20oC, similar results were obtained.  At 20% relative humidity and 35oC, a reduction greater than 99.9999% is observed on all copper alloys; however, on the coated stainless steel no reduction of MRSA was achieved.
The results at 24% relative humidity and 20oC are very similar.  A reduction greater than 99.9999% is achieved on all copper alloys, while the reduction on the stainless steel coated with a silver-containing antimicrobial coating is less than 20%.  Sterling silver is an effective antimicrobial but lacks the mechanical properties and alloying capabilities for most touch surface applications and would, of course, be prohibitively expensive.
Cleaning
If copper kills pathogens, does that mean it doesn't need cleaning?
No, copper alloy products will need to be cleaned in the same way as other touch surfaces, to remove dirt and grime that can prevent contact with the copper surface.  Prescribed hygienic practices for the cleaning of touch surfaces, along with hand-washing, are the first lines of defence and copper alloy surfaces are a supplement to, and not a substitute for, standard infection control and hygienic practices.  Copper alloy products are active 24/7 and help reduce microbial contamination in between cleanings.
How should copper and copper alloy components and surfaces be cleaned?
The usual cleaning materials used in hospitals are fine for use on copper and even bleach-containing solutions can be used as long as items are washed down afterwards as described in the current NHS cleaning guidelines.
Aesthetics
Will copper and copper alloy surfaces change colour over time?
Copper and copper alloy surfaces naturally oxidise and darken over time.  The amount of time needed for a colour change to occur depends on the alloy and exposure conditions.  In typical indoor exposure, appreciable colour changes can take many years to develop.  The brass push plates on the main entrance to the Selly Oak test ward in Birmingham have not darkened in 36 months.
Does oxidation deter copper's antimicrobial effect?
No. In fact, studies show that as uncoated copper, brass and bronze surfaces oxidise, or darken, they become more effective at eliminating disease-causing bacteria.
Cost
Will copper products be much more expensive than the products that they replace?
No.  Material costs are only a small part of a product's cost.  Copper and copper alloys are easy and therefore cost-effective to form into components.  No coatings or platings are required either and this saves costs too.  Copper will be effective against microbes round the clock, 24/7.  While coatings are fragile and wear out over time, the antimicrobial properties of copper, brass and bronze are integral to the metal and last the lifetime of the product.  Copper products also help to deliver eco-design in that they can be fully recycled at the end of their long and useful lives, without any loss of properties.
Safety
If copper reduces microbes, is it safe?
Yes, copper, brass and bronze surfaces are safe and long lasting.  The copper industry initiated a Voluntary Risk Assessment for copper. The assessment process was agreed with the Italian Government's Istituto Superiore di Sanità, acting as the review country on behalf of the European Commission and the EU Member States. The risk assessment has now been completed and one of the main conclusions, accepted by the European Commission and EU Member State experts, is 'the use of copper products is in general safe for Europe's environment and the health of its citizens.'
Copper is also an essential micronutrient in the human diet, along with zinc and iron. An adult needs 1mg of copper every day. Foods rich in copper include chocolate, nuts and seeds.  A balanced diet should provide enough copper to avoid a copper deficiency.
Resources
Is there enough copper to equip all our hospitals?
Yes. Copper extraction technology undergoes development to improve efficiency and so make even low concentration ores economic to mine.  This, combined with increased recycling, will ensure there is enough copper to meet demand.

Copper and Copper Alloys
What is copper?
Copper is an essential element required by both plants and animals to live. Copper is also an industrial metal that possesses superior electrical and thermal conductivity, is easy to process and, through the incorporation of other metals, can deliver broad technical performance. This makes it a very important material in a wide range of consumer and industrial applications.
Where does copper come from?
Copper is refined from ore that naturally occurs in many places around the world. The five largest mining countries are Chile, the United States, Peru, Australia and Russia.
Is copper recyclable?
Copper is one of the few materials that can be recycled, time and time again, without any loss in performance. In 2008, 35% of the world's copper demand was met through recycling and it is estimated that most of the copper ever mined is still in circulation. Almost half of all recycled copper comes from building scrap and post-consumer waste, such as electric cables, plumbing installations, end of life vehicles and electronic and electrical equipment. The remainder is new scrap recovered from along the complex downstream value chain.
Is copper in food?
Copper is necessary in the human diet; the best sources for dietary copper include seafood, organ meats, whole grains, nuts, raisins, legumes and chocolate.
What are copper alloys?
An alloy is created when a metal is mixed with one or more elements.  This mixture allows the combined elements to take on properties that they would not have individually in their pure states. The ratios of copper and added elements vary depending on what properties are required of the resulting alloy.  Brass and bronze are common alloys of copper.
Are brass and bronze different?
Yes.  Brass is created by combining pure copper with zinc.  Brass is strong, resistant to corrosion and easily worked without the use of heat.  Bronze is created when tin and phosphorus are combined with copper.  Bronze is harder than brass; it combines strength with fatigue resistance, machinability and high wear resistance.  Both brass and bronze are available in a wide range of colours and finishes.

Kupfer und Kupferlegierungen

Ja. Messing entsteht durch die Kombination von reinem Kupfer mit Zink. Messing besitzt eine hohe Festigkeit, ist korrosionsbeständig und lässt sich einfach ohne Hitzeverfahren bearbeiten. Bronze entsteht, wenn Zinn mit Kupfer kombiniert wird. Bronze ist härter als Messing; es kombiniert Festigkeit mit Ermüdungsbeständigkeit, guter Bearbeitbarkeit und hoher Verschleißfestigkeit. Sowohl Messing als auch Bronze ist in zahlreichen Farben und Ausführungen erhältlich.

Eine Legierung entsteht, wenn ein Metall mit einem oder mehreren Elementen gemischt wird. Diese Mischung macht es möglich, dass die kombinierten Elemente Eigenschaften annehmen, die die einzelnen Elemente in ihrem reinen Zustand nicht besitzen. Das Verhältnis von Kupfer und hinzugefügten Elementen variiert abhängig von den Eigenschaften, die die fertige Legierung besitzen soll. Messing und Bronze sind die häufigsten Kupferlegierungen.

Kupfer ist ein notwendiger Bestandteil der menschlichen Ernährung und eine essentielles Spurenelement. Die besten Kupferlieferanten sind Meeresfrüchte, Innereien, Vollkorn, Nüsse, Rosinen, Hülsenfrüchte und Schokolade.

Kupfer ist eines der wenigen Materialien, die immer wieder ohne Qualitätsverlust recycelt werden können. In Deutschland stammen fast 50 Prozent des verbrauchten Kupfers aus Recyclingmaterial. Man schätzt, dass der Großteil des Kupfers, das jemals abgebaut wurde, noch immer in Umlauf ist. Fast die Hälfte der recycelten Kupfermenge stammt aus Bauschutt und verschrotteten Konsumprodukten, z. B. Elektrokabel, Sanitärinstallationen, Fahrzeuge sowie elektronische und elektrische Geräte. Der Rest ist Ausschuss, der aus der komplexen Wertschöpfungskette wiedergewonnen wurde.

Kupfer ist als Element in der Erdkruste vorhanden. Kupfer wird aus Erz gewonnen, das in vielen Regionen überall auf der Welt natürlich vorkommt. Die fünf größten Abbauländer sind Chile, die USA, Peru, Australien und Russland.

Kupfer ist ein lebenswichtiges Element für Pflanzen und Tiere. Kupfer ist auch ein Industriemetall mit hervorragenden strom- und wärmeleitenden Eigenschaften. Es lässt sich einfach verarbeiten und ist durch die Integration anderer Metalle technisch vielseitig einsetzbar. Das macht es zu einem sehr wichtigen Material in einer Vielzahl von Verbraucher- und Industrieanwendungen.

Antimikrobielle Eigenschaften

Führende Hersteller von Krankenhausausstattung, Möbeln und Armaturen verwenden das Zeichen "Cu+", um anzugeben, dass ihre Produkte aus zugelassenen antimikrobiellen Kupferlegierungen bestehen.

Nein, die antimikrobielle Eigenschaft des Kupfers ist dem Metall inhärent. Es handelt sich also um massives Kupfer bzw. eine massive Kupferlegierung. Zur Aufrechterhaltung der antimikrobiellen Wirksamkeit dürfen auf die Oberflächen KEINE Öle, Wachse, Polituren, Lacke oder andere Beschichtungen aufgetragen werden. Beschichtungen sind verschleißanfällig, und durch Schäden in der Oberfläche wird nicht nur die aktive Kupferbeschichtung entfernt, sondern es können sich auch Keime in den Kratzern einnisten. Produkte aus massivem Kupfer oder Kupferlegierungen sind durch und durch antimikrobiell.

Die mikrobielle Inaktivierung durch Kupfer kann von der Temperatur, der Kupferkonzentration und der Art des Mikroorganismus, mit dem das Material in Kontakt kommt, beeinflusst werden. Aktuelle Studien belegen die Wirksamkeit von Kupfer und Kupferlegierungen als hygienische, antimikrobielle Materialien für pathogene Keime in verschiedenen Umgebungen.

Nein, Kupferlegierungen ebenfalls. Es wurden Tests mit reinem Kupfer, niedriglegiertem Kupfer, Messing, Bronze, Kupfer-Nickel und Kupfer-Nickel-Zink durchgeführt. Aufgrund ihrer glänzenden weißen Farbe wird die letztgenannte Legierung manchmal auch als Nickelsilber bezeichnet, obwohl sie kein Silber enthält. Legierungen mit höherem Kupfergehalt verhindern das Wachstum pathogener Organismen schneller. Bei der Wahl einer Kupferlegierung für ein Produkt ist ein ausgewogenes Verhältnis der Anforderungen in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften, den Herstellungsprozess und natürlich die Farbe wichtig. Kupferlegierungen bieten eine ganze Palette attraktiver Farben - vom Gelb des Messings bis hin zum Dunkelbraun der Bronze.

Die wissenschaftliche Literatur kennt zahlreiche Belege für die Wirksamkeit von Kupfer viele Arten gefährlicher Bakterien, Pilze und Viren zu inaktivieren, u. a.:

Acinetobacter baumannii
Adenovirus
Aspergillus niger
Candida albicans
Campylobacter jejuni
Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE)
Clostridium difficile
Coronavirus (Human 229E)
Enterobacter aerogenes
Escherichia coli O157:H7
Helicobacter pylori
Influenza A (H1N1)
Klebsiella pneumoniae
Legionella pneumophila
Listeria monocytogenes
Mycobacterium tuberculosis
Norovirus or Norwalk-like virus
Poliovirus
Pseudomonas aeruginosa
Salmonella enteritidis
Staphylococcus aureus (MRSA, E-MRSA und MSSA)
Tubercle bacillus
Vancomycin-resistant enterococcus (VRE)






 

Ja. Die Menschheit nutzt die natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften des Kupfers schon seit Anbeginn der Zivilisation. Viele wissenschaftliche Studien, die im Laufe von Jahrzehnten durchgeführt wurden, zeigen eindeutig, dass Kupfer einige der toxischsten Bakterien-, Pilz- und Virenarten abtöten kann.

Der Begriff "antimikrobiell" beschreibt die Fähigkeit einer Substanz, Keime wie Bakterien, Pilze (einschließlich Schimmel) und Viren final zu zerstören oder zu inaktivieren.

Antimicrobial Copper ist die Bezeichnung für eine Reihe von festen Metallen oder Legierungen auf Kupferbasis, die von Natur aus pathogene Keime eliminieren. Antimicrobial Copper ist weder eine Beschichtung noch eine Behandlung; es sind die Legierungen selbst, die wirken. Diese Eigenschaft ist ein permanentes Merkmal des Materials, das sich niemals abnutzt.

Klinische Studien

Ja. Bei Krankenhausversuchen auf der ganzen Welt hat sich herausgestellt, dass Oberflächen aus antimikrobiellem Kupfer eine geringere Kontamination als herkömmliche Berührungsoberflächen aufweisen. Das ist auch das Ergebnis eines weltweit beachteten Feldversuchs in der Asklepios Klinik Wandsbek in Hamburg. Dabei wurden jeweils über mehrere Monate hinweg im Sommer 2008 und im Winter 2008/2009 zwei Krankenhausstationen mit Türgriffen, Türplatten und Lichtschaltern aus speziellen Kupferlegierungen ausgestattet. Die benachbarten Bereiche behielten für den Forschungszweck ihre herkömmlichen Griffe und Schalter aus Aluminium, Edelstahl oder Plastik. Unabhängige Wissenschaftler der Universität Halle-Wittenberg haben regelmäßig Proben genommen und die Anzahl der Keime auf den verschiedenen Kontaktflächen verglichen. Der gewünschte Effekt trat dabei insbesondere bei den Türklinken auf. So ließ sich unter Alltagsbedingungen nachweisen, dass die Zahl der Antiobiotika-resistenten Bakterien (MRSA) um ein Drittel verringert wurde. Auch die Neubesiedlung der Kupfer-Türgriffe und Kupfer-Schalter  durch Keime wurde erheblich vermindert. In Großbritannien wurde das Selly Oak Hospital, Birmingham - Mitglied des University Hospitals Birmingham NHS Trust - als Testzentrum für diesen neuen Ansatz der Infektionsprävention ausgewählt. Die ersten Ergebnisse aus dieser Studie, die im Oktober 2008 auf der Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy in Washington vorgestellt wurden, bestätigten überzeugend, dass Kupfer in einer realen Krankenhaussituation antimikrobiell wirkt und dass kupferhaltige Oberflächen 90-100 % weniger bakteriell kontaminiert sind als Kontrolloberflächen aus herkömmlichen Materialien.  Weitere Studien werden ständig weltweit durchgeführt.

Unabhängige Untersuchungen der antimikrobiellen Wirksamkeit von Kupfer

Bei regelmäßiger Reinigung

  • Eliminieren antimikrobielle Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen mehr als 99,9 % der Bakterien innerhalb von 2 Stunden nach der Exposition.
  • Erzielen antimikrobielle Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen eine kontinuierliche antibakterielle Wirkung und zerstören selbst nach wiederholter Kontamination weiterhin mehr als 99,9 % der Bakterien.
  • Inaktivieren antimikrobielle Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen selbst nach wiederholtem nassen und trockenen Abreiben und nach Rekontamination weiterhin mehr als 99,9 % der Bakterien.
  • Hemmen antimikrobielle Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen zwischen den routinemäßigen Reinigungen die Ansammlung und das Wachstum von Bakterien innerhalb von 2 Stunden nach der Exposition.

Hinweis: Diese Aussagen gelten nur für Kupfer und Kupferlegierungen ohne Beschichtung. Kupferlegierungen sind eine Ergänzung zu den üblichen Standardhygienemaßnahmen für Infektionskontrolle, ersetzen sie aber nicht.

In Laborversuchen, die nach von der EPA zugelassenen Protokollen durchgeführt wurden, wurde nachgewiesen, dass Kupfer innerhalb von 2 Stunden nach dem Kontakt mehr als 99,9 % der folgenden krankheitserregenden Bakterien zerstört: Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7), Pseudomonas aeruginosa, Vancomycin-resistenterEnterococcus faecalis (VRE) und Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA). MRSA wird manchmal auch als "Superbug" bezeichnet.

Nach den Richtlinien der EPA bezieht sich eine gesundheitsbezogene Aussage auf die Kontrolle von Organismen, die eine Bedrohung für die Gesundheit des Menschen darstellen. Gesundheitsbezogene Aussagen müssen durch umfassende Tests nach EPA-Protokollen in einem unabhängigen Labor belegt werden, das die Richtlinien für gute Laborpraxis der OECDC (Organisation for Economic Cooperation and Development) befolgt.

Die Registrierung von Kupfer und bestimmten Kupferlegierungen wie Messing und Bronze bedeutet, dass die EPA die antimikrobiellen Eigenschaften dieser Festmaterialien anerkennt. Für Produkte, die aus einer der 282 registrierten Legierungen hergestellt sind, darf in den USA mit gesundheitsbezogenen Aussagen geworben werden.

Ja. Am 29. Februar 2008 registrierte die US-Umweltschutzbehörde EPA 275 Kupferlegierungen mit gesundheitsbezogenen Aussagen. Sieben weitere Legierungen wurden seither registriert; das bedeutet, dass zurzeit insgesamt 282 Legierungen registriert sind. Diese Registrierung bezieht sich auf die Vermarktung von Produkten in den USA.

Anwendungen

Die Zahl der lebensmittelbedingten Infektionen gibt zu der Vermutung Anlass, dass die staatlichen Hygieneprogramme sowie die Selbstüberwachungsmaßnahmen der Industrie nicht ausreichen, um die Qualität der Lebensmittel wirksam zu schützen. Hygienische Kontaktoberflächen aus Kupfer und Kupferlegierungen können dazu beitragen, die Inzidenz von Kreuzkontamination für gefährliche lebensmittelbedingte Pathogene wie E. coli O157:H7, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Salmonella enteriditis und MRSA bei der Lebensmittelverarbeitung zu verringern. Kupfer ist von Natur aus in der Lage, diese gefährlichen Mikroben schnell zu eleminieren, und zwar sowohl bei niedrigen Temperaturen (4 °C) als auch bei Zimmertemperatur (20 °C).

In modernen Gebäuden hat die Sorge über die Exposition gegenüber toxischen Mikroorganismen verstärkte Bemühungen zur Verbesserung der hygienischen Bedingungen von Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen in Gang gesetzt. Diese Systeme werden für mehr als 60 % aller so genannten Sick-Building-Fälle verantwortlich gemacht (z. B. wurden an den Aluminiumrippen von Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen beträchtliche mikrobielle Populationen gefunden). Bei Personen mit geschwächtem Immunsystem kann die Exposition gegenüber toxischen Mikroorganismen aus Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen zu schweren, teils sogar lebensgefährlichen Infektionen führen. In der Literatur gibt es verschiedene Belege dafür, dass Kupfer viele Pathogene, die häufig in Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen vorkommen, eliminiert. Zurzeit werden in den USA klinische Studien durchgeführt, um die Hypothese zu überprüfen, dass Heizungs-, Lüftungs- und Klimasysteme mit Kupferkomponenten dazu beitragen, die Luftqualität in Innenbereichen zu verbessern.

Neben antimikrobiellem Kupfer für häufig berührte Gegenstände in Krankenhäusern kann das Material auch in Pflegeheimen, Notaufnahmen, Fitnessstudios, Schulen und öffentlichen Gebäuden oder sogar im privaten Bereich verwendet werden.

Kupfer wird bereits in vielen verschiedenen antimikrobiellen Produkten als Wirkstoff eingesetzt - ob in der Landwirtschaft oder im Gesundheitswesen, in marinen Gebieten oder in privaten Umgebungen. Kupfer fungiert als Wirkstoff in Antiplaque-Mundwasser, Zahncreme und Medikamenten.Die antimikrobille Wirksamkeit von Kupfer ist schon seit Jahrtausenden bekannt. Schin die alten Griechen rührten Kuferspäne in ihre Wundsalben, um Infektionen zu verhindern.

Der Einsatz von Kupfer und Kupferlegierungen für häufig berührte Oberflächen und Gegenstände in Krankenhäusern, z. B. Tür- und Möbelbeschläge, Bettgeländer, Infusionsständer, Spender, Wasserhähne, Lichtschalter und Arbeitsstationen, kann dazu beitragen, das Aufkommen von krankheitserregenden Keimen in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen zu verringern. Antimikrobielle Produkte aus Kupferlegierungen reduzieren die mikrobielle Kontamination zwischen den Routinereinigungen und Desinfektionen und bieten damit eine wertvolle Zusatzmaßnahme zur Verbesserung der Hygiene.

Wie wirkt Kupfer?

Das ist sehr unwahrscheinlich, und zwar aus drei Gründen:

Kupfer kommt natürlich in der Erdkruste vor, und bis jetzt wurden noch keine resistenten Organismen gefunden. Es gibt zwar kupfertolerante Organismen, aber auch sie werden beim Kontakt mit Kupferoberflächen eliminiert.
Kupfer zerstört Mikroorganismen auf vielfältige Weise und nicht nur auf eine bestimmte Art, die auf einen einzigen Rezeptor abzielt.
Mikroorganismen werden in ihrem Wachstum gehemmt, bevor sie sich replizieren können. Folglich können sie kein genetisches Material weitergeben, das ihnen eine Evolution ermöglicht, um eine Resistenz zu entwickeln.

Nein, die antimikrobielle Wirkung von Kupfer beginnt sofort. Die angegebenen Zeiten sind für wissenschaftliche Tests gedacht, die unter streng kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen durchgeführt werden. Daher werden die Zeiten für die vollständige Eliminierung unter bestimmten Bedingungen angegeben. Bei diesen Tests ist die bakterielle Kontamination extrem hoch, um ein Vielfaches höher als in einer realen klinischen Situation. Bei der Wiederholung von Tests mit einer geringeren Kontamination dauert die vollständige Eliminierung beispielsweise von MRSA nur 15 Minuten.

Labortests haben gezeigt, dass Kupferlegierungen 99,9 % der MRSA-Bakterien innerhalb von zwei Stunden zerstören.

Kupfer ist ein lebenswichtiges Spurenelement für den Menschen und Nährstoff für Bakterien. In hohen Dosen können Kupferionen jedoch in Bakterienzellen eine Reihe negativer Ereignisse auslösen. Der genaue Mechanismus, mit dem Kupfer Bakterien zerstört, ist noch immer unbekannt. Es existieren allerdings verschiedene Theorien, die gegenwärtig untersucht werden. Dabei handelt es sich u. a. um die folgenden Annahmen:

  • Kupfer bewirkt, dass Kalium oder Glutamat durch die Außenmembran von Bakterien austritt.
  • Kupfer stört das osmotische Gleichgewicht.
  • Kupfer bindet sich an Proteine, die kein Kupfer benötigen.
  • Kupfer verursacht oxidativen Stress, indem es Wasserstoffperoxid erzeugt.

Neueste Untersuchungen von Professor Mücklich von der Universität Saarbrücken haben ergeben, dass Bakterien ohne direkten Kontakt zur Kupferoberfläche nicht zerstört wurden, obwohl ebenso viele Kupferionen freigesetzt wurden wie von unbehandelten  Vergleichsoberflächen. Im Vergleichsversuch mit einer unbeschichteten Kupferplatte und der gleichen Konzentration von Kupferionen waren alle Bakterien nach wenigen Minuten vernichtet. Durch Vergleiche mit anderen Metalloberflächen konnte letztlich gezeigt werden, dass die Bakterien sowohl die  Kupferionen aufnehmen müssen, als auch in direkten Kontakt mit der Kupferoberfläche kommen müssen, um final inhibiert zu werden. Die genauen, offenbar komplexen Prozesse zwischen Kupferoberfläche und Keimen müssen nun noch genauer erforscht werden.

 

Kupfer vs. andere antimikrobielle Materialien

In den Tests von Professor Keevil von der Universität Southampton verhalten sich Polymerbeschichtungen, die mit Silberpartikeln imprägniert sind, bei Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit genauso wie die Edelstahlkontrollgruppe; d. h. sie zeigen keinerlei antimikrobielle Wirkung. Zur Untersuchung der antimikrobiellen Wirksamkeit wird für viele silberhaltige antimikrobielle Beschichtungen eine japanische Industrienorm verwendet. Die Testbedingungen dieser Norm sind jedoch sehr unrepräsentativ für die Bedingungen, die normalerweise in Gesundheitseinrichtungen herrschen.
Die japanische Norm sieht einen 24-Stunden-Test bei 37 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als 90 % vor. Außerdem wird eine Kunststofffolie über den Prüfling gezogen, um die Luftfeuchtigkeit zu erhalten. Unter diesen Testbedingungen zeigen silberhaltige Beschichtungen eine bemerkenswerte antimikrobielle Leistung. Dieses Ergebnis wird stark von der vorhandenen übermäßigen Feuchtigkeit beeinflusst, die an den Ionenaustauschreaktionen beteiligt ist, die wiederum für die Freisetzung von Silberionen, die Mikroorganismen bekämpfen, erforderlich sind. Keevil hat jedoch gezeigt, dass bei einer Verringerung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf Werte, die typisch für Innenbereiche sind, die Beschichtungen keinerlei antimikrobielle Wirkung besitzen und sich nicht von der Edelstahlkontrollgruppe unterscheiden. Alle getesteten Kupferlegierungen wiesen unter allen Testbedingungen eine antimikrobielle Wirkung auf.


Eine separate Studie von Dr. Harold Michels bestätigte die Ergebnisse von Professor Keevil. Dr. Michels testete die antimikrobielle Wirksamkeit verschiedener Kupferlegierungen und einer silberhaltigen Beschichtung auf Edelstahl gegen MRSA-Bakterien. Er führte seine Tests sowohl unter den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen durch, die von der japanischen Industrienorm vorgeschrieben werden, als auch unter Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, die normalerweise in Innenbereichen anzutreffen sind (20 GradC und 20-24 % relative Luftfeuchtigkeit). Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 % und einer Temperatur von 35 Grad C zerstörten alle Materialien mehr als 99,9999 % der MRSA-Bakterien ab. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 % und einer Temperatur von 20 Grad C wurden ähnliche Resultate erzielt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20 % und einer Temperatur von 35Grad C wurde für sämtliche Kupferlegierungen eine Verringerung von mehr als 99,9999 % beobachtet. Auf dem beschichteten Edelstahl war allerdings keine Reduzierung der MRSA-Bakterien festzustellen.
Die Ergebnisse bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 24 % und einer Temperatur von 20 Grad C fielen ganz ähnlich aus. Von allen Kupferlegierungen wird eine Verringerung von mehr als 99,9999 % erzielt, während die Reduzierung auf dem Edelstahl, der mit einer silberhaltigen antimikrobiellen Beschichtung versehen ist, weniger als 20 % beträgt. Sterlingsilber ist ein wirksames antimikrobielles Material, lässt allerdings die mechanischen Eigenschaften und Legierungsmöglichkeiten für die meisten Anwendungen von Berührungsoberflächen vermissen und wäre natürlich auch viel zu teuer.

Nein. Es wurden vergleichende Studien mit Kupfer, Aluminium, Edelstahl, PVC und Polyethylen durchgeführt, bei denen die antimikrobielle Wirksamkeit untersucht wurde. Während eindeutig feststeht, dass Kupfer schnell und wirksam Keime eliminieren kann, fehlt ein solcher Beweis für die antimikrobiellen Eigenschaften von Aluminium, Edelstahl, PVC oder Polyethylen.

Produkte aus massivem Kupfer und Kupferlegierungen sind durch und durch antimikrobiell. Selbst wenn Produkte aus diesen Materialien zerkratzt werden, behalten sie ihre antibakterielle Wirkung, da es sich weder um Beschichtungen noch um andere Behandlungsverfahren handelt, deren Funktion durch Verschleiß beeinträchtigt wird. Kupferlegierungen sind die einzigen festen Oberflächen, die von der EPA mit gesundheitsbezogenen Aussagen registriert wurden.

Reinigung

Bei der Reinigung von Kupferkomponenten sollten die Herstellerhinweise der eingesetzten Produkte zur Pflege beachtet werden.

Nein. Produkte aus Kupferlegierungen müssen genau so wie andere Berührungsoberflächen gereinigt werden, um Schmutz und Rückstände zu entfernen, die den direkten Kontakt mit der Kupferoberfläche verhindern können. Die vorgeschriebenen Hygieneverfahren für die Reinigung von Berührungsoberflächen sowie das Händewaschen sind die primären Maßnahmen im Kampf gegen Bakterien. Oberflächen aus Kupferlegierungen sind eine wertvolle Ergänzung, ersetzen aber nicht die Standardverfahren für Infektionskontrolle und Hygiene. Produkte aus Kupferlegierungen sind rund um die Uhr aktiv und verringern die mikrobielle Kontamination zwischen den einzelnen Reinigungen.

Ästhetik

Nein. Vielmehr haben Studien gezeigt, dass beschichtete Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen, die oxidieren oder dunkler werden, krankheitserregende Keime wirksam bekämpfen.

Es ist ganz natürlich, dass Oberflächen aus Kupfer und Kupferlegierungen im Laufe der Zeit oxidieren und eine dunklere Farbe annehmen. Wie schnell diese Farbänderung vor sich geht, hängt von der jeweiligen Legierung sowie den Expositionsbedingungen ab. Bei normaler Exposition in Innenbereichen kann es viele Jahre dauern, bis sich eine bemerkbare Farbänderung entwickelt.

Kosten

Nein. Die Materialkosten machen nur einen kleinen Teil der Produktkosten aus. Kupfer und Kupferlegierungen lassen sich einfach herstellen und sind somit kostengünstig bei der Produktfertigung. Außerdem sind keine Beschichtungen oder Überzüge erforderlich, sodass nochmals Kosten eingespart werden. Kupfer ist rund um die Uhr gegen Keimen wirksam. Während Beschichtungen empfindlich sind und im Laufe der Zeit verschleißen, sind die antimikrobiellen Eigenschaften von Kupfer, Messing und Bronze fester Bestandteil des Metalls und bleiben für die gesamte Lebensdauer des Produkts erhalten. Kupferprodukte sind auch aus ökologischer Sicht interessant, da sie am Ende ihrer langen Lebensdauer vollständig recycelt werden können, ohne dass dabei ihre Eigenschaften verloren gehen.

Außerdem haben Beispielrechnungen gezeigt, dass sich die Kosten für antimikrobielle Kupferwerkstoffe in kürzester Zeit amortisieren.

Sicherheit

Ja, Kupfer-, Messing- und Bronzeoberflächen sind sicher und langlebig. Die Kupferindustrie hat eine freiwillige Initiative zur Risikobewertung von Kupfer ins Leben gerufen. Der Bewertungsprozess wurde mit dem Istituto Superiore di Sanità der italienischen Regierung vereinbart, da Italien als Prüfungsland für die Europäische Kommission und die EU-Mitgliedstaaten fungiert. Die Risikobewertung ist mittlerweile abgeschlossen. Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen, die von den Experten der Europäischen Kommission und der EU-Mitgliedstaaten übernommen wurde, lautet, dass "der Einsatz von Kupferprodukten im Allgemeinen für die Umgebung Europas und die Gesundheit seiner Bürger sicher ist".
Neben Zink und Eisen ist Kupfer auch ein lebenswichtiges Spurenelement in der Ernährung des Menschen und notwendig für alle Stoffwechslefunktionen. Ein Erwachsener benötigt jeden Tag 1 - 2 mg Kupfer. Zu den Nahrungsmitteln, die reich an Kupfer sind, gehören Schokolade, Nüsse und Samen. Eine ausgewogene Ernährung sollte ausreichend Kupfer enthalten, um einem Kupfermangel vorzubeugen.

Ressourcen

Ja. Die Verfahren zur Kupfergewinnung werden ständig weiterentwickelt, um ihre Effizienz zu verbessern. Daher ist selbst der Abbau von Erzen, die nur einen geringen Kupfergehalt aufweisen, wirtschaftlich interessant. Zusammen mit dem zunehmenden Recycling von Kupferprodukten ist damit die Erfüllung der Kupfernachfrage langfristig sichergestellt.

Kupfer und Kupferlegierungen sind Werkstoffe, die langlebig, farbig und recyclingfähig sind, und in einer Vielzahl von Produktformen, die sich für eine Reihe von Fertigungszwecken eignen, weit verbreitet sind. Kupfer und seine Legierungen bieten zahlreiche Möglichkeiten für Designer funktionale, nachhaltige und kostengünstige Produkte herzustellen.

Einige spezifische Kupferlegierungen haben intrinsische antimikrobielle Eigenschaften (so genanntes "Antimicrobial Copper"). Produkte aus diesen Materialien haben einen zusätzlichen, sekundären Vorteil, einen Beitrag zum hygienischem Design zu leisten. Produkte aus Antimicrobial Copper sind eine Ergänzung und niemals ein Ersatz für herkömmliche Standardhygienemaßnahmen zur Infektionskontrolle. Es ist wichtig, dass die üblichen Hygienepraktiken fortgesetzt werden, einschließlich derjenigen, die mit der Reinigung und Desinfektion von patientennahen Oberflächen zusammenhängen.

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