Kupfer Forschung | Bildquelle: University of Southampton

Schneller Virentöter:

Kupferflächen können Ausbreitung von Atemwegsviren verhindern - Vielseitiger Einsatz in Kliniken oder Praxen denkbar

Stand: 26.02.20 11:41 Uhr

Massive Kupferflächen etwa in Kliniken und Arzpraxen können dazu beitragen, die Ausbreitung von Atemwegsviren zu verhindern. Das zeigen aktuelle Forschungsergebnisse der Universität Southampton. Zu dieser Gruppe zählen auch die Coronaviren, die unter anderem das Schwere akute Atemwegssyndrom (SARS) und das "Mittlerer-Osten-Atemwegssyndrom" (MERS) verursachen können. Bettengriffe aus Kupfer, Infusionsständer, Sanitärarmaturen - vieles ist vorstellbar.

Coronaviren treten weltweit auf und werden meist direkt über Tröpfcheninfektion, aber auch indirekt über Kontaktflächen übertragen. Professor Bill Keevil und Dr. Sarah Warnes wiesen nach, dass das Humane Coronavirus 229E, welches beim Menschen Erkältungskrankheiten unterschiedlicher Schwere hervorruft, auf den meisten Oberflächenmaterialien mehrere Tage überlebt, auf Kupferflächen hingegen innerhalb von wenigen Minuten bis zu zwei Stunden vollständig zerstört wird.

Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation gibt es jährlich circa 450 Millionen Fälle an Lungenentzündungen, die vier Millionen Todesfälle zur Folge haben. Rund 200 Millionen dieser Fälle gehen auf virale, ambulant erworbene Pneumonien zurück. Das Virusspektrum umfasst neben Coronaviren auch Rhino-, Influenza-, und Parainfluenzaviren sowie Respiratorische Synzytial-Viren (RSV). Co-Infektionen mit zwei oder mehr Erregern und Begleiterkrankungen erschweren häufig nicht nur die Erstdiagnose sondern beeinflussen auch die Schwere der Erkrankung sowie deren Prognose.

Kupferflächen können Ausbreitung von Atemwegsviren minimieren

Neue Forschungsergebnisse der Universität Southampton haben ergeben, dass massives Kupfer wirksam dazu beitragen kann, die Ausbreitung von Atemwegsviren, zu verhindern. Das Team um Professor Bill Keevil und Dr. Sarah Warnes fand heraus, dass das Humane Coronavirus 229E (HCoV-229E), welches zu einer Vielzahl respiratorischer Symptome - von einem grippalen Infekt (Erkältung) bis hin zu einer tödlich verlaufenden Pneumonie - führen kann, auf Kupferoberflächen innerhalb kurzer Zeit zerstört wird. Auf vielen herkömmlichen Materialien wie Edelstahl, Glas, Kunststoff und keramische Fliesen hat das Virus hingegen mindestens fünf Tage überdauert.

Auf reinem Kupfer sowie einer Vielzahl von Kupferlegierungen wurde das Coronavirus innerhalb von wenigen Minuten inaktiviert, wobei die Zeitdauer in Abhängigkeit vom Kupfergehalt stand. Die Exposition gegenüber massivem Kupfer zerstört das Virus vollständig und irreversibel. Dies lässt die Forscher zu dem Schluss kommen, dass antimikrobielle Kupferoberflächen nicht nur im Gesundheitswesen, sondern im öffentlichen Raum eingesetzt werden sollten, um die Ausbreitung von Atemwegsviren zu reduzieren und einen Beitrag zum Schutz der Bevölkerung zu leisten.

Atemwegsviren gefährden zunehmend die menschliche Gesundheit

Die Leiterin der Forschungsgruppe, Dr. Sarah Warnes, resümierte: "Eine Übertragung von Infektionskrankheiten durch kontaminierte Oberflächen ist viel bedeutsamer als ursprünglich angenommen und dazu gehören auch Viren, die Infektionen der Atemwege verursachen. Dies ist besonders wichtig, denn hier reicht bereits eine geringe Dosis mit nur wenigen Viruspartikeln, um eine Infektion auszulösen."

Professor William Keevil, Co-Autor der Studie und Direktor des Fachbereichs Umweltmedizin der Universität Southampton, betonte die Bedeutung der Studie: "Atemwegsviren sind weltweit für mehr Todesfälle verantwortlich, als jeder andere Infektionserreger. Die Entwicklung neuer Atemwegsviren, welche teilweise auch von Tieren auf den Menschen übertragen werden können, und das erneute Auftreten von historischen virulenten Stämmen stellt eine ernste Gefahr für die menschliche Gesundheit dar."

Zu den zahlreiche Subtypen des Humanen Coronavirus zählen auch die hochansteckenden Coronaviren, welche SARS (SARS-CoV) und MERS (MERS-CoV) auslösen können und häufig zum Tode führen. Besondere Bedeutung kommt daher der Unterbrechung der Infektionskette über Berührungsoberflächen in Zeiten von Epidemien zu. Ein sicherer Ansatz ist die Ausstattung sog. Hot Spots mit Kupferoberflächen, denn die Exposition gegenüber Kupfer zerstört das virale Genom und beeinträchtigt irreversibel die Virusmorphologie, einschließlich der Disintegration der Virushülle und der kronenförmig (lat. corona - Krone) angeordneten Peplomere auf der Oberfläche. Diese spitz auslaufenden Hüllproteine (Spikes), bestimmen den Tropismus des Virus, d.h. seine Affinität zu ganz spezifischen Wirtszellen. Für die Inaktivierung werden Cu(II)- und insbesondere Cu(I)-Ionen als primäre Toxizitätsfaktoren dargestellt.

Kupferflächen inaktivieren eine Vielzahl viraler und bakterieller Erreger

Weiterhin führt Keevil aus: "Die schnelle Inaktivierung und die irreversible Zerstörung des Virus auf massivem Kupfer und seinen Legierungen legt nahe, dass der Einbau von Kupferoberflächen - in Verbindung mit einer effektiven Hygienestrategie und guter klinischer Praxis - bei der Infektionskontrolle helfen könnte." Frühere Untersuchungen von Keevil und Warnes haben bereits die Wirksamkeit von Kupfer gegen Noro- und Influenzaviren sowie ausgewählte Krankenhauskeime (MRSA, Klebsiella) bewiesen. Ebenso konnten die beiden Wissenschaftler zeigen, dass ein horizontaler Gentransfer von Antibiotikaresistenzen zwischen verschiedenen Spezies nach derzeitigem Wissen ausgeschlossen ist und die Entwicklung von neuen Pathogenen verhindert werden konnte.

Standardhygienemaßnahmen durch antimikrobielle Bauteile erweitern

Auch in Deutschland rücken die so genannten Hot Spots des Infektionsgeschehens immer mehr in das Blickfeld der Hygieniker. Referenzprojekte, wo häufig berührte Oberflächen in Kupfer ausgestattet werden, finden sich an Kliniken in Berlin, Hamburg, Hagen, Velbert und Apolda wie auch bundesweit in verschiedenen Arztpraxen. Ob Bettengriffe, Beistelltische, Infusionsständer, ob Sanitärarmaturen, Lichtschalter, Handläufe, Tür- und Fensterbeschläge oder die PC-Tastatur und das Stethoskop - es gibt inzwischen vielfältige Möglichkeiten, antimikrobiell wirksame Kupfer-Ausstattung entsprechend der Einrichtungsvorgaben in das Hygienekonzept von Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen zu integrieren.

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