Cobre bactericida
A condição de “antimicrobiano”
é a habilidade de uma substância para matar
ou deixar inativos micróbios tais como as bactérias,
fungos (incluindo os mofos) e vírus. Demonstrou-se
claramente que algumas das espécies mais tóxicas
de bactérias, fungos e vírus não podem
sobreviver ao estarem em contato com o cobre.
Realizaram-se estudos comparativos da eficácia antimicrobiana
no cobre com alumínio, aço inoxidável,
PVC e polietileno, nos que se estabeleceu que não
há evidências que indiquem que estes materiais
possuam propriedades antimicrobianas.
A literatura científica cita a eficácia do
cobre para inativar diferentes tipos de micróbios,
incluindo Actinomucor elegans, Aspergillus niger, Bacterium
linens, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium
erythrogenes, Candida utilis, Candida albicans, Penicillium
chrysogenum, Rhizopus niveus, Saccharomyces mandshuricus,
Saccharomyces cerevisiae, Torulopsis utilis, Tubercle bacillus,
Achromobacter fischeri, Photobacterium phosphoreum, Paramecium
caudatum, Poliovirus, Proteus, Escherichia coli, Staphylococcus
aureus, Streptococcus grupo D, e Pseudomonas aeruginosa.
Durante os últimos anos, os estudos de eficácia
antimicrobiana em diferentes superfícies de contato
demonstraram claramente que o cobre e certas ligas de cobre
deixam inativos vários dos tipos mais potentes de
micróbios, incluindo Escherichia coli O157:H7, Listeria
monocytogenes, Campylobacter jejuni (1), Salmonella enteriditis
(1), Legionella pneumophilia, Enterobacter aureus, Staphylococcus
aureus resistente à Meticilina (MRSA) e Gripe A.
Os mecanismos antimicrobianos do cobre são complexos
e ocorrem em diferentes formas, tanto dentro das células
quanto nos espaços intersticiais entre as células.
Um fator crítico responsável pelas propriedades
antimicrobianas do cobre é a habilidade deste metal
de aceitar ou doar facilmente seus elétrons (quer
dizer, o cobre tem uma alta oxidação catalítica
e alto potencial de redução). Esta propriedade
química permite que os íons de cobre alterem
as proteínas dentro das células dos micróbios
para que as proteínas já não possam
realizar suas funções normais. Os cientistas
também observaram que o cobre é responsável
por inibir o transporte eletrônico nas interações
da parede celular, ligando o DNA e desordenando as estruturas
helicoidais. Através destes mecanismos e outros,
o cobre deixa inativos muitos tipos de bactérias,
fungos e vírus.
Sob condições específicas, o cobre
pode eliminar micróbios ou evitar seu crescimento
adicional. Sua eficácia e taxa de inatividade microbiana
dependem da temperatura, da umidade, da concentração
de íons de cobre e do tipo de microorganismo com
o qual está em contato. Sob condições
ótimas, quando estiveram em contato com o cobre,
obtiveram-se taxas de sobrevida de 0% em alguns micróbios.
Em conseqüência do anterior, o cobre é
um ingrediente ativo em diferentes tipos de produtos antimicrobianos.
Na agricultura, o sulfato de cobre, o cobre-8-quinolato,
o octoato de cobre, o óxido de nanocobre e o arsenato
de cobre amoniacal se utilizam para lutar contra os fungos
em cultivos, nos têxteis e nas madeiras. Nos ambientes
marinhos, as pinturas baseadas em cobre e o revestimento
de cobre nos botes têm potentes propriedades antiincrustações.
Em ambientes de atenção de saúde, as
chocadeiras de cobre resistem o crescimento microbiano e
as soluções de cloreto de cobre têm
eficácias antimicrobianas similares aos desinfetantes
e aos produtos químicos esterilizantes que se utilizam
na indústria dos equipamentos médicos. Para
os consumidores, o cobre é um ingrediente ativo em
enxágües bucais, creme dental e medicamentos.
Estudos experimentais extensivos realizados durante os
últimos anos confirmaram que o cobre e certas ligas
de cobre deixam os micróbios patogênicos inativos
ao contato, tanto a temperatura ambiente quanto a temperaturas
de esfriamento.
Por exemplo, em um experimento, a 20º C (temperatura
ambiente), todas as bactérias do E. coli O157:H7
morreram só depois de 4 horas de estar em contato
com o cobre. No aço inoxidável, estas bactérias
tóxicas ainda eram viáveis depois de 34 dias.
Por outra parte, a 4º C (temperatura de esfriamento),
todas as bactérias do E. coli O157 morreram ao contatar
o cobre em só 14 horas, Entretanto, no aço
inoxidável, as bactérias até eram viáveis
depois de vários meses.
A eficácia antimicrobiana e a taxa de inatividade
dos micróbios por contato com as ligas de cobre geralmente
aumentam com o conteúdo de cobre da liga. Por exemplo,
a temperatura ambiente, obteve-se que morreram todas a bactérias
MRSA 1 ½ hora depois em uma liga de cobre de 99%.
Houve reduções significativas às 3
horas em uma liga de cobre de 80% e às 4 ½
horas em uma liga de cobre de 55%. Entretanto, em aço
inoxidável, as bactérias MRSA puderam persistir
e permanecer viáveis em depósitos secos até
por 3 dias (duração do estudo).
As taxas de sobrevida da Listeria monocytogenes em cobre,
bronze, bronze de alumínio e bronze com alto conteúdo
de silício se limitaram a 60 minutos a temperatura
ambiente. As ligas de baixo conteúdo de cobre tais
como as de cobre-níquel e níquel-prata (cobre+alumínio+zinco)
puderam deixar inativas às bactérias Listeria
monocytogenesen 70 – 85 minutos. Entretanto, em aço
inoxidável, as bactérias Listeria monocytogenes
continuaram sobrevivendo por vários dias.
As populações da Salmonella entérica
e do Campylobacter jejuni também ficaram inativas
ao entrar em contato com o cobre. As populações
de ambos os micróbios se reduziram significativamente
em mais de três valores logarítmicos às
quatro horas de estar em contato a 25º C.
Nos edifícios modernos de hoje, a preocupação
da exposição a microorganismos tóxicos
criou uma grande necessidade de melhorar as condições
higiênicas dos sistemas de ar condicionado, ventilação
e aquecimento, os quais se acredita que são causadores
de mais de 60% das enfermidades nos edifícios (por
exemplo, demonstrou-se que as palhetas de alumínio
nos sistemas de ar condicionado, ventilação
e calefação são uma fonte importante
de populações microbianas).
Nas pessoas imunocomprometidas, a exposição
a potentes microorganismos provenientes dos sistemas de
ar condicionado, ventilação e calefação
pode causar infecções severas, possivelmente
causando a morte. O uso do cobre antimicrobiano em vez de
materiais biologicamente inertes nos tubos do trocador de
calor, nas palhetas, nos filtros e nos ductos, é
um meio viável e efetivo quanto a custos para ajudar
a controlar o crescimento de bactérias e fungos que
se desenvolvem nestes sistemas.
Por outra parte, a quantidade de infecções
que surgem através da comida sugere que os programas
de higiene governamentais e o automonitoramento da indústria
são insuficientes para proteger a qualidade dos insumos
alimentícios do mundo. As superfícies de contato
higiênicas, como o cobre e as ligas de cobre, podem
ajudar a reduzir a incidência de contaminação
cruzada dos patogênicos perigosos na comida, tais
como E. coli O157:H7, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes,
Salmonella enteriditis, e MRSA, nas operações
de processamento de alimentos. O cobre tem a capacidade
intrínseca para deixar inativos estes micróbios
perigosos rapidamente a temperaturas de refrigeração
(4º C) e a temperatura ambiente (20º C).
O cobre puro é só de valor limitado para a
indústria de processamento de alimentos porque reage
com agentes ácidos e oxidantes, não é
tão durável como o aço inoxidável
e forma uma pátina que poderia perceber-se como indesejável.
O desafio neste momento é comprometer às autoridades
sanitárias, aos fabricantes de equipamentos, aos
reguladores e outros interessados para investigar as ligas
de cobre mais compatíveis para as superfícies
de contato nas instalações de processamento
de alimentos. Isto requererá equilibrar a eficácia
antimicrobiana de ligas de cobre específicas com
outros atributos necessários, como a deformação,
durabilidade, facilidade de fabricação, atrativo
estético, acabados superficiais, resistência
à corrosão, resistência às manchas,
e reatividade com alimentos, desinfetantes e soluções
de limpeza.
É preciso notar que o cobre e as ligas de cobre se
utilizaram por muitos anos em várias aplicações
de processamento de alimentos, tais como o destilado de
cerveja, destilado de licores, fabricação
de batatas fritas e massa, e a fabricação
de doces e bolachas, entre outros.
Especula-se com que o cobre – níquel e o cobre
– níquel – zinco (níquel –
prata) poderiam provar que são as ligas mais úteis
para combater a Listeria monocytogenes e E. coli O157:H7
em ambientes de processamento de alimentos devido à
combinação de suas impressionantes características
antimicrobianas, de anticorrossão e de antimancha.
Estas e outras ligas prometedoras precisam ser experimentadas
em uma ampla gama de cenários da vida real.
No caso dos Hospitais, práticas de higiene inadequadas
nas instalações relacionadas com a saúde
causaram um grande aumento na incidência de infecções
surgidas nos hospitais durante os últimos 20 anos,
apesar dos enormes avanços de como os micróbios
patogênicos causam enfermidades e mortes. A habilidade
intrínseca do cobre para deixar inativas às
bactérias E. coli O157:H7, Legionella pneumophilia,
Staphylococcus aureus, Streptococcus grupo D, Pseudomonas
aeruginosa e o recente descobrimento de sua habilidade para
deixar inativa à bactéria MRSA (o mortal patogênico
que chegou a ser uma preocupação maior dos
administradores de saúde em todo mundo), abre a possibilidade
de que a substituição das superfícies
de contato com ligas de cobre nas instalações
de saúde, em conjunto com boas práticas higiênicas,
possam ajudar a reduzir a incidência das infecções
microbianas devido às superfícies poluídas.
Os exemplos de produtos sanitários que se beneficiariam
das superfícies de contato de ligas de cobre higiênicas
incluem as maçanetas, ferrolhos de porta, trilhos
de cama, corrimão, placas de impulso, torneiras,
toalheiros, cadeiras de visita e têxteis (uniformes,
lençóis, pijamas de pacientes). Os exemplos
de insumos médicos que se beneficiariam das superfícies
de contato de ligas de cobre higiênicas incluem cabos
de instrumentos, carros para equipamentos, postes para infusões
endovenosas, e equipamentos de exercícios e reabilitação.
