Il rame contro i batteri Istituto Italiano del Rame

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Indice

1. Il rame per la salute umana

2. Rame antibatterico: test di laboratorio

3. Registrazione E.P.A.

4. Antimicrobial Copper

5. Rame: i clinical trial

6. Rame negli ospedali, oggi

7. Il tubo di rame contro la legionella

8. Rame antibatterico: approfondimenti e bibliografia

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Indice

1. Introduzione: il rame per la salute umana

2. Rame: test di laboratorio

3. Rame: i clinical trial

3. Rame negli ospedali, oggi

4. Registrazione E.P.A.

5. Antimicrobial Copper

6. Tubi di rame contro la legionella

4. Rame antibatterico: approfondimenti e bibliografia

1. Il rame per la salute umana

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Il rame e la salute umana

Il rame è contenuto in una trentina di enzimi e co-enzimi,

che intervengono per:

• crescita e rafforzamento delle ossa

• sviluppo dei globuli rossi e bianchi

• trasporto e assorbimento del ferro

• metabolismo del colesterolo e del glucosio

• funzionalità del cuore

• sviluppo del cervello

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Il rame e la salute umana

Il rame viene assunto attraverso cibo e bevande

Il fabbisogno giornaliero raccomandato di rame

Adulti 0,9 mg

Donne incinte 1,0 mg

Donne in allattamento 1,3 mg

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Rame e sue leghe:

applicazioni antibatteriche

Esempi di rame usato in funzione antibatterica:

• Tubazioni per acqua potabile (anti-legionella)

• Monete

• Condizionamento dell’aria

• Superfici di contatto

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2. Rame antibatterico: test di laboratorio

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Prove di laboratorio:

batteri MRSA

1,00E+00

1,00E+02

1,00E+04

1,00E+06

1,00E+08

0 60 120 180 240 300 360Bacte

ria C

ou

nt (p

er

ml.)

Time (minutes)

MRSA Viability on Copper Alloys and Stainless Steel at 20oC

C197 C240 C770 S304

Da: Michels, Wilks, Noyce, Keevil: “Copper Alloys for Human Infectious Disease Control”

C197: Cu 98,95%, Fe 0,7% + P, Mg

C240: Cu 80 %, Zn 20%

C770: Cu 55%, Zn 27%, Ni 18%

S304: Fe74%, Cr 18%, Ni 8%

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Prove di laboratorio:

virus dell’Influenza A

| Presentation title and date Da: Noyce, Michels, Keevil : “Inactivation of Influenza A virus on copper versus stainless steel surfaces”

Riduzione del numero di virus

Provini di rame da 2*106 a 500 batteri in 6 ore

Provini di acciaio inox da 2*106 a 100.000 batteri in 24 ore

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Prove di laboratorio:

spore dei funghi di Aspergillus Niger

| Presentation title and date

Il rame inibisce la crescita di funghi e la germinazione delle spore (Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium chrysogenum, Candida albicans)

Dopo 10 giorni, a temperatura e umidità ambiente:

Da: Weaver, Michels, Keevil: “Potential for preventing spread of fungi in air-conditioning systems constructed using copper instead of aluminium”

Cu Al

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Prove di laboratorio

La letteratura scientifica cita la capacità del rame di inattivare o eliminare diversi

tipi di batteri, funghi e virus nocivi:

• Acinetobacter baumannii • Legionella pneumophilia

• Adenovirus • Listeria monocytogenes

• Aspergillus niger • MRSA (con E-MRSA)

• Candida albicans • Poliovirus

• Campylobacter jejuni • Pseudomonas aeruginosa

• Clostridium difficile • Salmonella enteriditis

• Enterobacter aerogenes • Staphylococcus aureus

• Escherichia coli (ceppo O157:H7) • Bacilli della tubercolosi

• Helicobacter pylori • VRE

• Influenza A (ceppo H1N1) • ….

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3. Registrazione E.P.A.

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Registrazione E.P.A.

Dal febbraio 2008 la Environmental Protection Agency degli Stati Uniti ha

registrato 355 leghe di rame come antimicrobiche.

E’ il primo materiale solido ad avere questo riconoscimento

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Registrazione E.P.A.

Antimicrobico: significa che dopo due ore di contatto più del 99,9% dei batteri sono stati eliminati

I batteri eliminati dalle leghe di rame:

• Enterococcus faecalis resistente alla Vancomicina (VRE)

• Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA)

• Staphylococcus aureus

• Enterobacter aerogenes

• Escherichia coli (ceppo O157:H7)

• Pseudomonas aeruginosa

MRSA

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4. Antimicrobial Copper

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Antimicrobial Copper

Il marchio Antimicrobial Copper Cu+ è stato lanciato in seguito alla registrazione

E.P.A

I prodotti con il marchio Antimicrobial Copper eliminano almeno il 99,9% dei

batteri* in due ore

* VRE, MRSA, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli (ceppo O157:H7), Pseudomonas aeruginosa

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Antimicrobial Copper

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Antimicrobial Copper:

caratteristiche dei prodotti Cu+

Eliminano i batteri in continuazione

• Eliminano i batteri che causano infezioni

• Sono gli unici materiali antimicrobici solidi registrati dall’EPA

• Sono più efficaci dell’argento

Non perdono efficacia

• Sono antibatterici 24 ore su 24

• Funzionano anche dopo abrasioni o ricontaminazioni batteriche

• Funzionano anche se ossidati

Sono sicuri da usare:

• Non sono dannosi per l’ambiente o le persone

• Non contengono additivi

• Sono completamente riciclabili

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4. Rame: i clinical trial

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Ospedale Selly Oak, Birmingham

(1° cl. trial, 2008)

| Presentation title and date

2008: confronto tra oggetti studiati in materiale “comune” e in lega di rame:

piastre sulle porte a spinta, copriwater, rubinetti

Batteri: prelevati una volta alle settimana, alle 7.00 e alle 17.00

Dopo 5 settimane i due gruppi di oggetti scambiati di posto

Da: Casey, Adams, Karpanen, Lambert, Cookson, Nightingale, Miruszenko, Shillam, Christian, Elliott: “Role of copper in reducing hospital environment

contamination”

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Ospedale Selly Oak, Birmingham

(1° cl. trial, 2008)

Sugli oggetti in lega di rame: 90%-100% in meno di batteri

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Ospedale Selly Oak, Birmingham

(2° cl. trial, 2010)

| Presentation title and date

2010, altri oggetti presi in considerazione: interruttori, maniglie, levette degli

sciacquoni, carrellini, sifoni, maniglioni delle porte, tavolini…

Batteri esaminati: VRE, MSSA, MRSA, Coliformi, Clostridium Difficile

Durata: 24 settimane (scambio di posto dopo 12 settimane)

Da: Karpanen, Casey, Lambert, Cookson, Nightingale, Miruszenko, Elliott: ”The antimicrobial efficacy of copper alloy furnishing in the clinical environment:

a crossover study”

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Maximum 2 lines Ospedale Selly Oak, Birmingham

(2° cl. trial, 2010)

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Asklepios Klinik Wandsbek, Amburgo

2008 e 2008/09

| Presentation title and date

Confronto su oggetti “fissi”: piastre delle porte a spinta, interruttori della luce,

maniglie

Durata: 16 settimane in estate, 16 settimane in inverno

Analisi su: 144 coppie di oggetti

Da: Mikolay, Huggett, Tikana, Grass, Braun, Nies: “Survival of Bacteria on Metallic Copper Surfaces in a Hospital Trial”

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Maximum 2 lines Asklepios Klinik Wandsbek, Amburgo

2008 e 2008/09

Risultato: 37 % in meno di batteri sugli

oggetti in rame

“Solo” - 37%: possibile effetto dei

detergenti?

www.european-hospital.com/en/article/6156-Copper_fittings_beat_bacteria.html

“On wards equipped with copper

handles a lowered infection rate

in patients was also observed. However, Asklepios points out that this should be

examined more thoroughly in larger studies.”

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Maximum 2 lines Hospital del Cobre, Calama

| Presentation title and date

Scelte 6 stanze in terapia intensiva (3

con oggetti in rame, 3 con oggetti di

materiale “comune”).

• sponde dei letti (100%)

• piantane porta-flebo (85-100%)

• penne per il touch screen (62%)

• tavolini mobili (90%)

• braccioli delle poltrone (90%)

• levette dei letti (100%)

Durata: 30 settimane

990 coppie di prelievi

Da: Prado, Duran, Crestto, Gutierrez, Sapian, Flores, Fabres, Tardito, Schmidt: ”Effectiveness of copper contact surfaces in reducing the microbial

burden (MB) in the intensive care unit (ICU) of Hospital del Cobre, Calama, Chile”

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Maximum 2 lines Hospital del Cobre, Calama

Complessivamente, sul rame e sue leghe il carico batterico è stato abbattuto

dell’84%

Oggetto Riduzione del carico

batterico (MB)

Sponde dei letti -91 %

Piantane porta-flebo -88 %

Penne per il touch screen -49 %

Tavolini mobili -83 %

Braccioli delle poltrone -92 %

Levette dei letti -82 %

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Maximum 2 lines North Shore University Hospital, Manhasset

Ambulatorio per trasfusioni e prelievi; tre stanze (2+1)

Sedie con ripiano laterale e braccioli in rame-nickel (90%).

Durata: 15 settimane (“rotazione” ogni 5 sett.)

446 pazienti

Da: Hirsch, Attaway, Nadan, Fairey, Hardy, Miller, Rai, Armellino, Schilling, Moran, Sharpe, Estelle, Michel, Michels, Schmidt: “Copper Surfaces Reduce

Microbial Burden in Out-Patient Infectious Disease Practice”

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Maximum 2 lines North Shore University Hospital, Manhasset

Riduzione del carico batterico sugli oggetti in rame

Braccioli -90%

Ripiani laterali -88%

“Effetto alone” (legno dei braccioli) -70%

Riduzione del rischio di

esposizione ai microbi

Braccioli 17 volte

Ripiani laterali 15 volte

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Clinical trial USA (3 ospedali)

(2007-2011)

Tre ospedali: Medical University of South Carolina (6 stanze); Memorial Sloan

Kettering Cancer Center (6); Ralph H. Johnson Veterans Administration (VA)

Medical Center (4).

Terapia intensiva: sponde dei letti; piantane porta-flebo; monitor; tavolini mobili;

braccioli delle poltrone; pulsanti dei dispositivi di chiamata

Durata complessiva: dic.2007 – giu.2011 (in tre fasi)

Da: Sharpe, Schmidt: “Control and mitigation of healthcare–acquired infections: designing clinical trials to evaluate new materials and technologies”

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Maximum 2 lines Clinical trial USA (3 ospedali)

(2007-2011)

In generale, più un oggetto è vicino

al paziente, tanto più è contaminato

da batteri: le sponde dei letti hanno

il maggiore carico batterico

Sulle sponde dei letti in rame,

diminuzione del 97% dei batteri (val.

mediano)

MB=174 CFU/100cm2

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Maximum 2 lines Clinical trial USA (3 ospedali)

(2007-2011)

Superficie complessiva di rame: 1,54 m2

Dati preliminari sul tasso di infezioni nosocomiali

Nelle stanze con il 75% delle superfici in rame -40,4%

Nelle stanze con le sponde dei letti sempre presenti -61,0%

Nelle stanze con tutti gli oggetti sempre presenti -69,1%

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5. Rame negli ospedali, oggi

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Applicazioni in ospedali europei

St. Francis and st. Claires (Irlanda): ospedale

Sheffield Northern General (Gran Bretagna): centro per la fibrosi cistica

Rambouillet (Francia): ospedale

UMGC (Olanda): centro oncologico

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Applicazioni in ospedali europei

Attikon (Grecia): terapia intensiva

Cigma (Francia): centro per anziani e bambini

EGZC (Germania): centro geriatrico

Craigavon (Irlanda del Nord): maternità e chirurgia

+ ….

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Rame: non solo per ospedali!

Asili

Trasporti

Luoghi pubblici

Scuole

+ ….

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7. Il tubo di rame contro la legionella

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La legionella

La legionella è un batterio responsabile di una forma di polmonite grave e volte

mortale

Impianti critici:

1. Impianti idrosanitari ed idrici di emergenza

2. Piscine e fontane

3. Torri di raffreddamento

4. Impianti di condizionamento dell’aria

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LINEE GUIDA PER LA PREVENZIONE E CONTROLLO DELLA

LEGIONELLOSI

(pubblicate in G.U. n.103 del 5 maggio 2000)

Cap. 8.5 – Ionizzazione rame-argento

“Metalli come rame ed argento sono noti agenti battericidi ed il loro effetto è

dovuto alla loro azione sulla parete del microorganismo […] .

Inoltre, a causa dell’accumulo del rame nel biofilm, l’effetto battericida persiste

per alcune settimane dopo la disattivazione del sistema e riduce la possibilità di

una ricolonizzazione”

Il rame contro la legionella

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LINEE GUIDA ASHRAE 12-2000

Minimizzazione dei rischi di legionellosi associati con i sistemi idrici a

servizio degli edifici

Cap. 3.2 – Habitat

“Vi sono elementi che fanno associare una influenza sulla proliferazione della

legionella alla presenza di alcuni materiali. Le gomme naturali, il legno e alcuni

materiali plastici sembrano favorirne la proliferazione, mentre il rame e altri

materiali sembrano inibirla”.

Il rame contro la legionella

0

5

10

15

Rame Acciaio inox PeX

3,4 3,8

14,8

Velocità media sviluppo biofilm (pg ATP/giorno)

0

5000

10000

15000

20000

Rame Acciaio inox PeX

600

8000

20000

Massima quantità di legionella misurata nel biofilm (cfu/cm2)

Il rame è l’unico materiale per

tubazioni idrosanitarie che

combatte la legionella

Il tubo di rame contro la legionella:

ricerca KIWA (2003)

Da: Van der Kooij, Vrouwenvelder, Veenendaal: “Invloed van leidingmaterialen op biofilmvorming en groei van Legionella-bacteriën in een

proefleidinginstallatie”

Il tubo di rame contro la legionella:

ricerca KIWA (2007)

Studio del 2007: effetto combinato materiale-temperatura

25°C La legionella non rilevabile nei tubi di rame, ma sopravvive

nell’acqua e nel biofilm degli altri materiali (PE-Xa, acciaio inox,

PVC-C)

37°C Concentrazioni di legionella tra 104 e 105 cfu/l

55°C La legionella scompare completamente nei tubi di rame, mentre

subisce pochissime “perdite”, o addirittura nessuna, negli altri

materiali.

60°C La legionella scompare in tutti i materiali

Da: Oesterholt, Veenendaal, Van der Kooij: “Influence of the water temperature on the growth of Legionella in a test piping installation with different piping

materials”

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Maximum 2 lines Il tubo di rame contro la legionella:

applicazioni

Il tubo di rame viene scelto anche

come forma di prevenzione contro la

proliferazione di legionella.

Ospedale S. Raffaele, Dipartimento materno-infantile (Milano)

Polis Engineering s.r.l.

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Maximum 2 lines Il tubo di rame contro la legionella:

applicazioni

Policlinico del Campus BioMedico (Roma-Trigoria)

Anelli di distribuzione dell’acqua calda, fredda e ricircolo.

Il tubo di rame viene scelto anche

come forma di prevenzione contro la

proliferazione di legionella.

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7. Rame antibatterico: approfondimenti e bibliografia

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Bibliografia (clinical trial)

H.T. Michels; S.A. Wilks; J.O. Noyce; and C.W. Keevil: “Copper Alloys for Human Infectious Disease Control” (presentato al Materials

Science and Technology Conference, Set. 2005, Pittsburgh USA).

J.O. Noyce, H.T. Michels, C.W. Keevil: “Inactivation of Influenza A virus on copper versus stainless steel surfaces” (Applied and

Environmental Microbiology, Apr. 2007, p. 2748–2750)

L. Weaver, H.T. Michels, C.W. Keevil: “Potential for preventing spread of fungi in air-conditioning systems constructed using copper

instead of aluminium” ( Letters in Applied Microbiology, 50 (2010) 18-23)

A.L. Casey, D. Adams, T.J. Karpanen, P.A. Lambert, B.D. Cookson, P. Nightingale, L. Miruszenko, R. Shillam, P. Christian and T.S.J.

Elliott: “Role of copper in reducing hospital environmental contamination” (Journal of Hospital Infection, Jan. 2010, Vol 74 p.72-77)

T.J. Karpanen, A.L. Casey, P.A. Lambert, B.D. Cookson, P. Nightingale, L. Miruszenko, T.S.J. Elliott: ”The antimicrobial efficacy of

copper alloy furnishing in the clinical environment: a crossover study” (Infection control and hospital epidemiology, Vol. 33 No.1, Jan.

2012, p. 3-9)

A. Mikolay, S. Huggett, L. Tikana, G. Grass, J. Braun, D.H. Nies: “Survival of Bacteria on Metallic Copper Surfaces in a Hospital Trial”

(Appl Microbiol Biotechnol, (2010) 87:1875-1879)

V. Prado, C. Duran, M. Crestto, A Gutierrez, P. Sapian, G. Flores, H. Fabres, C. Tardito, M.G. Schmidt: ”Effectiveness of copper contact

surfaces in reducing the microbial burden (MB) in the intensive care unit (ICU) of Hospital del Cobre, Calama, Chile” (Poster presentato

alla International Conference on Infectious Diseases, marzo 2010)

B.E. Hirsch, H. Attaway, R. Nadan, S. Fairey, J. Hardy, G. Miller, S. Rai, D. Armellino, M. Schilling, W. Moran, P. Sharpe, A. Estelle, J.H.

Michel, H.T. Michels, M.G. Schmidt: “Copper Surfaces Reduce Microbial Burden in Out-Patient Infectious Disease Practice”, (poster

presentato alla Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy (ICAAC), settembre 2010)

P.A, Sharpe, M.G.Schmidt: “Control and mitigation of healthcare–acquired infections: designing clinical trials to evaluate new materials

and technologies” (Health Environments Research & Design, vol. 5, n.1 p.94-115)

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Bibliografia (salute e legionella)

C.L. Keen, H.J.McArdle, E.M.Ward: “A rewiew: The impact of copper on Human health”

The Copper Voluntary Risk Assestement

KWR 06.110 July 2007 F.I.H.M. Oesterholt, H. R. Veenendaal and Prof. Dr. D. van der Kooij: “Influence of the water temperature on the

growth of Legionella in a test piping installation with different piping materials”

KWR 02.090 February 2003 D. van der Kooij, J. S. Vrouwenvelder, H.R. Veenendaal: “Invloed van leidingmaterialen op biofilmvorming

en groei van Legionella-bacteriën in een proefleidinginstallatie” (“Influence of pipematerial in biofilm formation and growth of Legionella

bacteria in a test pipe installation)”

Gazzetta Ufficiale n. 103 del 5 maggio 2000: “Linee guida per la prevenzione e il controllo della Legionellosi”

AICARR–Osservatorio sanità: “Libro bianco sulla legionella”

M. Crespi: “HSR: Rete idrica in rame per il Dipartimento infantile” (pubblicato su Progettare per la sanità, gen. 2010)

M. Crespi: Prevenzione e contenimento della Legionellosi” (pubblicato su TecnoImpianti, mar. 2006)

Istituto Italiano del Rame: “Manuale del tubo di rame”

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www.antimicrobialcopper.org

Via dei Missaglia 97 - 20142 Milano.

Tel.: 02 89 30 1330 – Fax: 02 89 30 1513

info@copperalliance.it - www.copperalliance.it

Aggiornamento: luglio 2012