Mitä se on?
Kupari on ollut ihmiskunnan tiedossa jo vuosituhansien ajan. Aluksi kuparia käytettiin pääasiassa koruissa ja rahassa ja myös putkistoissa, mutta nykyään tiedämme, että sillä on myös antimikrobisia ominaisuuksia. ”Kupari ja sen seokset (messinki, pronssi, kuparinikkeli, kupari-nikkeli-sinkki ja muut) ovat luonnollisia antimikrobisia materiaaleja. Muinaiset sivilisaatiot hyödynsivät kuparin antimikrobisia ominaisuuksia kauan ennen kuin mikrobien käsite ymmärrettiin 1800-luvulla. Kuparin antimikrobinen vaikutus perustuu sen kykyyn tuottaa ionisoituneita kupariioneja, jotka vahingoittavat mikrobien solukalvoja ja proteiineja. Tämä tekee kuparista tehokkaan aseen taistelussa infektioita vastaan.
Historia
Tuhansien vuosien ajan, jo kauan ennen kuin ihmiset tiesivät pöpöistä tai viruksista, he ovat tienneet kuparin desinfioivista voimista. ”Kupari on todella luontoäidin lahja, sillä ihmiskunta on käyttänyt sitä yli kahdeksan vuosituhannen ajan”, sanoo Michael G. Schmidt, Etelä-Carolinan lääketieteellisen yliopiston mikrobiologian ja immunologian professori, joka tutkii kuparia terveydenhuollossa.
Kuparin ensimmäinen kirjattu käyttö infektioita tappavana aineena on peräisin Smithin papyruksesta, joka on historian vanhin tunnettu lääketieteellinen asiakirja. Siinä olevat tiedot on liitetty egyptiläiselle lääkärille noin vuonna 1700 eaa., mutta ne perustuvat tietoihin, jotka ovat peräisin jo vuodelta 3200 eaa. Egyptiläiset nimesivät hieroglyfeissä kuparia ikuista elämää edustavalla ankh-symbolilla.
Kiinalaiset käyttivät kuparikolikoita lääkkeinä sydän- ja vatsakipujen sekä virtsarakon sairauksien hoitoon jo 1600 eaa. Foinikialaiset panivat pronssimiekkojensa lastuja taisteluhaavoihin infektioiden ehkäisemiseksi. Tuhansien vuosien ajan naiset ovat tienneet, että heidän lapsensa eivät sairastuneet ripuliin yhtä usein, kun he joivat kupariastioista, ja he ovat siirtäneet tämän tiedon seuraaville sukupolville. ”Ripulin diagnosoimiseen ei tarvita lääketieteen tutkintoa”, Schmidt sanoo.
Ja kuparin voima kestää. Keevilin työryhmä tarkasti New Yorkin Grand Central Terminalin vanhat kaiteet muutama vuosi sitten. ”Kupari toimii yhä aivan kuten silloin, kun se asennettiin yli 100 vuotta sitten”, hän sanoo. ”Tämä aine on kestävää, eikä sen antimikrobinen vaikutus häviä.”
Miksi kupari on antibakteerinen?
Kuparin antibakteerinen vaikutus perustuu sen kemiallisiin ominaisuuksiin ja sen vuorovaikutukseen baktereiden kanssa. Kupari on luonnostaan antimikrobinen metalli, joka estää mikrobien kasvua ja lisääntymistä. Kun kupari koskettaa mikrobisolua, kupariionit tunkeutuvat solukalvon läpi ja aiheuttavat solun rakenteellisen hajoamisen. Lisäksi kupariionit reagoivat mikrobien proteiinien kanssa, mikä estää niiden normaalin toiminnan. Näiden molekulaaristen vaikutusten ansiosta kupari on tehokas estämään infektioita ja torjumaan bakteerien ja virusten leviämistä.
Kuparin antimikrobisen vaikutuksen mekanismi on tutkittu perusteellisesti laboratoriossa. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että kupari voi tappaa monia erilaisia bakteerikantoja, kuten Staphylococcus aureus ja Escherichia coli, sekä viruksia, kuten influenssavirus ja norovirus. Kuparin tehokkuus infektioiden ehkäisyssä on vahvistettu myös kliinisissä tutkimuksissa, joissa on havaittu, että kuparipinnoilla on vähemmän bakteeri- ja viruskontaminaatiota kuin perinteisillä pinnoilla.
Kupariin liittyvät tutkimukset
Kuparin antimikrobisen vaikutuksen tutkimus on ollut aktiivista viime vuosikymmeninä, ja sen tulokset ovat vakuuttavia. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että kuparipäällysteiset ovenkahvat vähensivät bakteeri-infektioiden esiintyvyyttä sairaalaympäristössä jopa 58 prosenttia verrattuna perinteisiin ovenkahvoihin. Tämä osoittaa, että kuparipinnoilla on merkittävä vaikutus infektioiden torjunnassa ja potilasturvallisuuden parantamisessa.
Toisessa tutkimuksessa selvitettiin kuparin vaikutusta influenssaviruksen leviämiseen kosketuspintojen kautta. Tulokset osoittivat, että kuparipinnoilla viruspitoisuus väheni nopeammin ja virus ei säilynyt yhtä kauan kuin perinteisillä pinnoilla. Tämä tutkimus vahvistaa kuparin tehokkuuden virusten torjunnassa ja infektioiden leviämisen estämisessä.
Tutkimuksia on tehty myös Suomessa, esimerkiksi Länsi-Suomen Diakonialaitoksella: https://docplayer.fi/2738440-Antimikrobinen-kupari-terveytemme-ja-hyvinvointimme-suojana.html
Bakteerit ja kuparin pinta
Kuparin antimikrobiset ominaisuudet perustuvat sen kykyyn sitoa bakteereita pintaansa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kuparin pintaan sitoutuneet bakteerit eivät pysty jatkamaan normaalia elinkaartaan ja kuolevat nopeammin kuin muilla pinnoilla. Kun mikrobi laskeutuu kuparipinnalle, kupari vapauttaa ioneita, jotka ovat sähköisesti varattuja hiukkasia. Kupari-ionit räjähtävät ulkokalvojen läpi ja tuhoavat koko solun, myös sen sisällä olevan DNA:n tai RNA:n. Koska DNA ja RNA tuhoutuvat, bakteeri tai virus ei voi mutaantua ja muuttua kuparille vastustuskykyiseksi tai siirtää geenejä (kuten antibioottiresistenssiä) muille mikrobeille.
Tämä estää bakteerien leviämisen ja vähentää tartuntariskiä. Lisäksi kupari voi estää bakteerien kykyä muodostaa biofilmejä, jotka ovat bakteerien suojamekanismeja ja vaikeuttavat niiden hävittämistä.
Pia Voutilainen on tehnyt hyvän artikkelin pintamateriaaleista: https://docplayer.fi/10997822-Antimikrobiset-pintamateriaalit-tulevaisuuttako-pia-voutilainen-turvallinen-sairaalaymparisto-31-10-2013.html
Victor Burq havainto Pariisissa
Vuonna 1852 lääkäri Victor Burq vieraili Pariisin 3. kaupunginosassa sijaitsevassa kuparisulattamossa, jossa punaruskeaa metallia uutettiin lämmön ja kemikaalien avulla. Työ oli likaista ja vaarallista. Burq totesi laitoksen olevan ”huonossa kunnossa”, samoin kuin sulattajien asunnot ja hygienia. Normaalisti heidän kuolleisuuslukunsa oli ”säälittävä”, hän totesi.
Silti kaikki siellä työskennelleet 200 työntekijää olivat säästyneet koleran puhkeamiselta, joka koetteli kaupunkia vuosina 1832, 1849 ja 1852. Kun Burq sai tietää, että 400-500 kuparityöläistä samalla kadulla oli myös mystisesti välttynyt koleralta, hän päätteli, että jokin heidän ammatissaan – ja kuparissa – oli tehnyt heidät immuuniksi erittäin tarttuvalle taudille. Hän aloitti yksityiskohtaisen tutkimuksen muista kuparin parissa työskentelevistä ihmisistä Pariisissa ja kaupungeissa ympäri maailmaa.
Vuosien 1854 ja 1855 koleraepidemian aikana Burq ei löytänyt yhtään kuolemantapausta koruseppien, kultaseppien tai kattilankeittäjien joukosta, jotka työskentelivät kuparin kanssa. Armeijassa olleista ihmisistä hän havaitsi, että myös vaskisoittimia soittavat muusikot (messinki on osittain kuparia) olivat suojassa.
Vuoden 1865 Pariisin epidemiassa 6 176 ihmistä kuoli koleraan 1 677 000 asukkaan väestöstä – eli 3,7 ihmistä jokaista tuhatta kohti. Mutta 30 000:sta eri kupariteollisuudessa työskentelevästä henkilöstä vain 45 kuoli – keskimäärin noin 0,5 henkilöä 1 000:ta kohti.
Vierailtuaan 400 eri yrityksessä ja tehtaassa Pariisissa, joissa kaikissa käytettiin kuparia, ja kerättyään Englannista, Ruotsista ja Venäjältä raportteja yli 200 000 ihmisestä hän totesi Ranskan tiede- ja lääketiedeakatemialle vuonna 1867, että ”kupari tai sen seokset, messinki ja pronssi, kirjaimellisesti ja raskaana iholle levitettynä koleraepidemian aikana ovat tehokkaita ennaltaehkäiseviä keinoja, joita ei pitäisi laiminlyödä”.
Miksi kuparia ei ole kaikkialla?
Vaikka kuparin antimikrobiaalinen vaikutus on tiedossa jo vuosien ajan, sitä ei ole vielä laajalti käytetty eri ympäristöissä. Yksi syy tähän on kuparin korkeampi hinta verrattuna muihin materiaaleihin. Lisäksi kuparin asentaminen ja ylläpito voivat olla haasteellisia, varsinkin suurissa julkisissa tiloissa. Ja varkaat… kun kuparia pitetään arvometalliksi, sitten ne ovat arvokasta saalista, sillä ne voidaan myydä kierrätysyrityksille hyvään hintaan.
Ylen artikkeli miten rosvot tuhoavat Alvar Aallon arvorakennuksia: https://yle.fi/a/3-12426644
Yhteenveto
Kuparin voima infektioiden ehkäisyssä on kiistaton. Sen antimikrobiaaliset ominaisuudet voivat auttaa vähentämään sairaalainfektioita ja torjumaan taudinaiheuttajia eri ympäristöissä. Vaikka kuparin käyttö ei ole vielä laajalle levinnyt, sen potentiaali infektioiden ehkäisyssä on valtava. Tulevaisuudessa toivottavasti näemme kuparin yleisemmässä käytössä eri tiloissa ja pintojen antimikrobisten ominaisuuksien hyödyntämisen lisääntyvän.
